ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту « Расчет монолитного перекрытия многоэтажного промышленного здания»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту « Расчет монолитного перекрытия многоэтажного

промышленного здания»

Вариант 235.

Содержание

1. Общая часть.3

Исходные данные.3

Выбор варианта компоновки4

2. Расчет плиты перекрытия. 6

2.2 Сбор нагрузок.7

2.3 Расчет изгибающих моментов. 7

2.4 Уточнение размеров плиты.7

2.5 Расчет арматуры железобетонной плиты. 8

2.6 Подбор арматуры плиты.9

3. Расчет второстепенной балки.9

Расчетные пролеты.10

Определение расчетных усилий.10

Уточнение размеров второстепенной балки. 10

Расчет второстепенной балки на действие положительных изгибающих

момен тов (М_кр, М_ср).11

Расчет второстепенной балки на действие отрицательных изгибающих

моментов.12

Расчет второстепенной балки по наклонным сечением к продольной оси. 13

4. Список литературы.16

1Общая часть.

1.1 Исходные данные.

Размеры здания в осях 15,3 х 30,0 м. Сетка колонн L₁xL₂= 5,1 x6,0 м. Норма

тивное значение временной полезной равномерно распределенной нагрузки:

- на междуэтажное перекрытие V^н = 700 кг / м²

- на подвальное перекрытие V^н = 1200 кг / м²

Проектирование монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами.

Рассмотрим два варианта компоновки монолитного перекрытия здания с главными

балками в продольном и поперечном направлении. Подсчитаем расход бетона на оба

случая и выберем наиболее экономичный вариант.

1 вариант: Поперечное расположение главных балок

2 вариант: Продольное расположение главных балок

Выбор варианта компоновки перекрытия.

IВариант –Монолитные перекрытие здания с главными балками в

поперечном направлении.

I Вариант (главные балки в поперечном направлении)

Подсчитаем объем бетона

V_бет1=3*L₁*L₂*h_пл+n _в.б.*( h_в.б.- h_пл)*b_в.б*L_в.б+n_г.б.*( h_г.б.- h_пл)*b_г.б.*L_г.б.

V_бет1=3*5,1*5*6*0,11+25*0,15*6*(0,4-0,11)+12*0,2*5,1*(0,5-0,11)=61,8 м³

II Вариант (главные балки в продольном направлении)

IIВариант –монолитное перекрытие здания с главными балками в про дольном направлении.

Подсчитаем объем бетона

V_Бет2= h_ПЛ* 3L₁* 5L₂+ n_ВТ.Б* b_ВТ.Б* ( h_ВТ.Б – h_ПЛ )* l_ВТ.Б+

+ n_ГЛ.Б* b_ГЛ.Б* ( h_ГЛ.Б–h_ПЛ) * l_ГЛ.Б;

V_Бет2=3*5,1*5*6*0,18+42*0,15*5,1*(0,4-0,18)+10*0,24*6*(0,6-0,18)=95,7 м³

Принимаю меньшее значение V_Б= 61,8 м³

Окончательно принимаем :

Сетка колонн 5,1 х 6,0 м

Привязка продольных и поперечных стен А = 0,250 м

Расположение главных балок –поперечное

Расположение второстепенных балок – продольное

Глубина опирания на стены :

-плиты 120 мм

-второстепенные балки 250 мм

-главные балки 250 мм

-

Нормативное значение временной полезной равномерно распределенной

нагрузки

-на междуэтажное перекрытие = 700 кг/м²

-на подвальное перекрытие = 1200 кг/м²

1.2. Расчет монолитной плиты

Крайний пролет l_КР= l_ПЛ–( b_ВТ.Б/ 2 ) –A+ ( a/ 2 )

l_КР= 2550-250+60-150/2=2285мм =2,285 м;

Средний пролет l_СР= l_ПЛ–b_ВТ.Б

l_СР= 2550-150=2400мм = 2,4 м

Для расчета рассматривается полоса плиты шириной 1 м, как многопролетная статически неопределимая балка, промежуточными опорами которой являются второстепенные балки.

Полная расчетная нагрузка рассчитывается по формуле:

q^ПОГ= q* В * g_N;

где : В = 1 – ширина грузовой площадки

g_N = 0,95 –коэффициент надежности по классу здания

Q^пог = q·В· γ_n=18,577·1·0,95=17,65 кН/м².

КлассIIнормальный.

Расчетные изгибающие моменты в сечении определяем с учетом их

перераспределения за счет пластических деформаций.

Расчетные моменты определяются с учетом их перераспределения за

счет появления пластических деформаций.

М_КР= ( q^ПОГ* l_КР²) / 11 = ( 17,65 * 2,285² ) / 11 = 8,38 кн м

М_В= ( - q^ПОГ* l_Р²) / 11 = ( - 17,65 * 2,4² ) / 11 = - 9,24 кн м

М_СР= - М_С = ( q^ПОГ * l_СР²) / 16 = ( 17,65 * 2,4² ) / 16 = 6,35 кн м

1.3. Уточнение толщины плиты

Плита армируется стальными сетками из проволочной арматуры Вр – 1;

Rs = 355 МПа М = М_В = 9,24 кН м

Принимаем класс бетона В 25 ; R_B = 13,05 МПа ; g = 0,9

x^ОПТ= 0,13 ; A_O^ОПТ = 0,121

Определяю требуемое значение высоты элемента

h_O^ТР= (М / R_B* b * A_O^ОПТ)^0,5 = (9,24 / 13,05 * 10³ * 0,121)^0,5 = 0,076 м

h_ТР= h_O^ТР+ а = 0,076 + 0,015 = 0,091 м

Назначаю плиту h = 9 см = 0,09 м

h_O = h –a=0,09 –0,015 = 0,075 м

1.4. Армирование монолитной плиты

Расчет производим от М_max= M_B= 9,24 кН м

М_min = M_CP = 6,35 кН м

А₀^max = M_B / R_B *b* h₀²= 9,24 / 13,05 * 10³ * 1 * 0,075² = 0,125

h = 0,93 x = 0,13

А₀^min = M_CP / R_B * b * h₀²= 6,35 / 13,05 * 10³ * 1 * 0,075² = 0,09

h = 0,95 x = 0,01

A_S^ТР _max = М_В / R_S * h * h₀ = 9,24 / 355 * 10³ * 0,93 * 0,075 = 3,63 см²

A_S^ТР _min = М_CP / R_S * h * h₀= 6,35 / 355 * 10³ * 0,95 * 0,075 = 2,51 см²

Армирование плиты рулонными сетками.

1)Определение расчетных данных:

2)А_s (c-1)>= A_s^тр_min, следовательно выбираем армирование плиты

рулонными сетками

Подбираем сетки :

C –1 2350 x 5800 As ( 10 Æ 8) = 3,03 см²

С –2 2350 х 5800 As ( 5 Æ 8 ) = 2,51 см²

C –3 1280 x 5800 As ( 10 Æ 8) = 5,03 см²

С –4 1280 х 5800 As ( 5 Æ8 ) = 2,51 см²

1.5. Расчет второстепенной балки

L_СР= L–b_ГЛ.Б= 6,0 - 0,20 = 5,8 м

L_КР= (L–b_ГЛ.Б/ 2) –(A/ 2) = 6,0 - 0,2/2 - 0,25/2 = 5,775 м

q^пог=q * B * g_n +b_{вт б} * (h_{вт б}-h_пл) * r * g_f * g_n

q^пог= 18,577*2,55*0,95+0,15 *(0,4-0,11)*25*1,1*0,95 = 46,13 кн/м

М_КР= q^ПОГ* l_КР²/ 11 = 46,13 * 5,8² / 11 = 141,07 кн* м

М_B = –q^ПОГ* l_КР²/ 11 = –46,13 * 5,775² / 11 = – 139,86 кн*86

l_Р= max= 5,8 м

М_СР= –М_С = q^ПОГ* l_СР²/ 16 = 46,13 * 5,8 ² / 16 = 96,99 кн* м

Q_А= 0,4q^ПОГ* l_КР= 0,4 * 46,13 * 5,8 = 107,02 кн

Q_В^ЛЕВ= –0,6q^ПОГ* l_КР= –0,6 * 46,13 * 5,8 = – 160,53 кн

Q_В^ПР = – Q_C^ЛЕВ = 0,5q^ПОГ * l_СР = 0,5 * 46,13* 5,8 = 133,78 кн

1.6. Уточнение размеров второстепенной балки

1.M= |M_B| = 139,86 кн*м

А-III d ≥ 10 мм R_s= 365 МПа
R_b=13.05 МПа; R_b,t=0.945 МПа ; x_R=0,604

2.b = 0,15 м ; x^ОПТ= 0,35 ; А₀^ОПТ= 0,289

3.h₀^ТР = ( М/R_B * b * A₀^ОПТ)^0,5 =(139,62/13,05 * 10³ * 0,15 * 0,289)^0,5=0,49 м

h^ТР= h₀^ТР+ а = 0,49 + 0,03 = 0,52 м

Назначаем : h= 0,5 м. b / h = (0,3 / 0,5) ; b / h = 0,3.

В расчетах второстепенная балка рассматривается как элемент таврового профиля.

l_ПЛ= 2,55 м

b’_f= min

b + 6 h’_f= 0,15 +6* 0,09 = 0,69 м

1.7. Расчет арматуры от действия положительных

изгибающих моментов.
М_кр=141,07 кн*м М_ср=96,99 кн*м

М ³[ M]’_F = R_B x b’_Fxh’_F x ( h₀–h’_F / 2 )=

=13,05*0,69*0,09*(0,47-0,09/2)= 340 кн*м

A₀ = M_кр / R_B * b’_F * h₀² = 141,07/13,05*1000*0,69*047²=0,07

h =0,96 x =0,08

A_S^ТР = М_кр / R_S x h x h₀ = 141,07 / 365* 1000*0,96*0,47=8,57 см²

A₀ = M_ср / R_B * b’_F * h₀² = 96,99/13,05*1000*0,74*0,47²=0,048

h =0,975 x =0,05

A_S^ТР = М_ср / R_S x h x h₀ = 96,99/ 365* 1000*0,975*0,47= 0,000719 м²=5,79 см²

Принимаем нижнюю арматуру в каркасе К-1

А_s ( Æ ) ≥ А^тр_{s кр}=8,57

А_s ( 2 Æ25)=9,82 см²

Принимаем нижнюю арматуру в каркасе К-2

А_s ( Æ ) ≥ А^тр_{s кр}=5,79 см²

А_s ( 4 Æ14)=6,16 см²

Принимаем верхнюю арматуру в каркасах К-1 и К-2

Конструктивно А_s( 2 Æ10)=1.57 см²

Нижняя арматура класса А –IIIв каркасе

n= 1 n = 3 n = 2

b£10см b ³30 см 10 < b < 30

1.8. Расчет арматуры от действия отрицательных

изгибающих моментов

.

1. A₀= M/ R_B*b*h₀².

2. h - ? x - ? £ x_R

3. A_S^ТР = М / R_S * h * h₀ .

I. A₀ = 141,07/ 13,05 * 10³ * 0,15 * 0,47 ² = 0,33

h = 0,879 x = 0,42

А_S^ТР_В = 141,07/ 365 * 10³ * 0,79 * 0,47 = 10,4 см²

II. A₀ = 96,99 / 13,05 * 10³ * 0,15 * 0,47² = 0,22

h= 0,87 x= 0,26

А_S^ТР_В= 96,99/ 365 * 10³ * 0,87 * 0,47 =6,4 см²

Определяем требуемую площадь арматуры на одну сетку на один метр

ширины.

A_SB = A_S^ТР_B / 2 x l_ПЛ= 10,04 / 2 х 2,55 = 2,04 см²на 1 м ширины

A_SC = A_S^ТР_C / 2 x l_ПЛ= 7,71 / 2 х 2,55 = 1,25 см²на 1 м ширины

Ширина определяется

1/3 L + 1/4 L = 7/12 L = 6 x 7 / 12 = 3,5 м < 3,63 м.

Принимаю рулонные сетки.

C – 5 3530 x l A_S (5Æ8) = 2,51 см²

C – 6 3530 x l A_S (10Æ4) = 1,26 см²

Расчет прочности второстепенной балки по наклонному

1. Определяем исходные данные.

Q = ½Q_B^ЛЕВ½= 160,53 кн ; j_B3= 0,6 ; R_B,T = 0, 945 МПа ;

d_W = ¼dmax; d_max=28 j_B2= 2 ; d_W = 8 мм R_SW = 255 МПа ;

Назначаем d_гл = 8А-III

А_SW (2Æ8) = 1.01 см² ; d_w/d_max=0.286 ;

Шаг в приопорной зоне:

h=550 >450 мм, S £h/ 3 £150 мм ;

S £550/3 =183.3 £500 мм ;

Назначаю шаг S= 180 мм=18 см

Шаг в средней части:

S £3h/ 4 £500 мм

S £412,5 £150 мм

Назначаю шаг S=410 мм=41 см

2. Учёт наличия сжатых полок:

j_F = 0

3. Учёт влияния продольных сил:

j_n = 0

4. Расчёт промежуточного значения М_b :

M_b=j*b₂*(1+j_f+j_n)R_b,t*b*h₀²

M_b=2*(1+0+0)*0.945*0.15*10³*0.47²=62,625 кн*м

5. Определяем интенсивность поперечного армирования:

q_sw =R_sw*A_sw/S ≥ Q_{b min}/2h₀

q_sw=255*10³*1.01*10^-4=159,375

Q_{b min}=j_b3(1+j_f+ j_n)*R_bt*b*h₀

Q_bmin=0.6*(1+0+0)*0.945*10³*0.15*0.47=39,974 кН

62,625 >39,974

6. Определяем расстояния от грани опоры до конца наклонной трещины: q₁ ≤ 0.56q_sw => C=(M_b/q_sw)^0.5

q₁> 0.5qsw=> C=(Mb/(qsw+q1))^0.5</sub>

q_пог=46,14

46.14 ≤ 0.56*159,37=89,25

C=(62,625/46.14)^0.5=1.165

C ≤(j_b2/j_b3)*h

1,165≤ (2/06) * 0.47 = 1,56

7 . Определяем несущую способность сжатого бетона:

Q_b=M_b/C= 62,625/1.165=53,75

8 . Определяем длину проекции наклонной трещины на продольную ось

C₀=(M_b/q_sw)^0.5=(62,625/150,375)^0.5=0.63

9 . Определяем несущую способность поперечной арматуры.

Q_sw=C₀*q_sw=0.63*159,375=100,4

10 . Проверка прочности

Q ≤ Q_b+Q_sw

160,53 ≤ 53,75+100,4=154,156

Список литературы

1. Бондоренко В.М. «Железобетонные и каменные конструкции» Издание 3, исправленное. М. Высшая школа. 2004.

2. СНиП 52-01-2003,. Свод правил по проектированию и строительству. Бетонные и железобетонные конструкции. Без предварительного напряжения. ГУП «НИИЖБ» Госстроя России.-М.:2004.

3. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции.- М.Госстрой СССР: 1989.

4. СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия.- М.Госстрой СССР по делам строительства: 1987.

5. Методические указания к курсовому проекту № 1 по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции».