46

Министерство Образования Республики Беларусь

УО «Полоцкий государственный университет»

Инженерно-строительный факультет

Кафедра «Строительные конструкции»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту №1

по дисциплине «Железобетонные конструкции»

Тема работы:

«Многоэтажное каркасное здание»

Выполнил: ст. гр.09 ПГС-6

Чумаков Е.И.

Руководитель проекта:

Лазовский Е.Д.

Новополоцк 2012

УО «Полоцкий государственный университет»

Инженерно-строительный факультет

Кафедра «Строительные конструкции»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Железобетонные конструкции»

Тема работы:

«Многоэтажное каркасное здание»

Выполнил: ст. гр.09 ПГС-6

Чумаков Е.И.

Руководитель проекта:

Лазовский Е.Д.

Новополоцк 2012

СОДЕРЖАНИЕ

1 Общие данные для проектирования 3

2 Компоновка. Определение нагрузок 4

3 Расчет и проектирование сборной панели 4

3.1 Подбор сечений 4

3.2 Расчет по прочности нормальных сечений 7

3.3 Расчет по прочности наклонных сечений 8

3.4 Проверка панели на монтажные нагрузки 10

3.5 Проверка панели по прогибам 10

3.6 Расчет панели по раскрытию трещин 11

4 Определение усилий в ригеле поперечной рамы 13

4.1 Расчетная схема и нагрузки 13

4.2 Вычисление изгибающих моментов в расчётных сечениях ригеля 14

4.3 Расчёт прочности ригеля по сечениям, нормальным к продольной оси 24

4.3.1 Характеристики прочности бетона и арматуры 24

4.3.2 Уточнение высоты сечения ригеля 24

4.4 Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси 26

4.5 Конструирование арматуры ригеля 29

5. РАСЧЕТ КОЛОННЫ НА ПРОЧНОСТЬ 35

5.1 Определение внутренних усилий колонны от расчетных нагрузок 35

6 Расчет и проектирование монолитного железобетонного перекрытия с балочными плитами 48

6.1 Расчет и конструирование монолитной железобетонной плиты 48

6.1.1 Определение расчетных пролетов и нагрузок 48

6.1.2 Определение расчетных усилий 49

Рис. 21. Эпюра внутренних усилий плиты перекрытия 50

6.1.3 Определение толщины плиты 50

6.1.4 Подбор сечения арматуры 51

6.2.1 Определение нагрузок 53

6.2.2 Определение расчетных пролетов 53

6.2.3 Определение расчетных усилий 54

6.2.4 Определение размеров сечения второстепенной балки 55

6.2.5 Подбор сечения арматуры 55

6.2.6 Расчёт поперечной арматуры 59

6.2.7 Построение эпюры материалов 62

Список использованных литературных источников 66

1 Общие данные для проектирования

Требуется разработать курсовой проект по железобетонным конструкциям на тему «Многоэтажное каркасное здание» при следующих данных:

• длина здания – 52,2 м;

• ширина здания – 23,4м;

• временная нагрузка на перекрытие - 8500Н/м²;

• количество этажей – 4;

• высота этажа – 3,9м;

• толщина пола 45мм (бетонный с плотностью 2200 кг/м³).

Несущими элементами перекрытия являются:

- многопустотная плита перекрытия

- тавровый ригель с полкой внизу.

Тип здания - неполный каркас.

Здание возводится в г. Витебск.

Условия эксплуатации ХС4. Тогда требуемый класс бетона в зависимости от условий эксплуатации С30/37, а минимальный защитный слой 30 мм.

2 Компоновка. Определение нагрузок

Разбивочные оси располагаем таким образом, чтобы пролеты несущих конструкций (номинальная длина) были в пределах 6 м:

• поперечный пролет l₁ = 5,85м;

• продольный шаг колонн l₂ = 5,8м.

Ригели располагаем в поперечном направлении, а панели - в продольном. Принимаем ширину ригеля 350мм.

Распорную плиту принимаем шириной 1,55м, тогда пустотные плиты будут номинальной шириной 1430 мм.

Таблица 1 - Нагрузки на сборное междуэтажное перекрытие

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке, f	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная: - от собственного веса ребристой плиты перекрытия, приведенной толщины δ=0,112м, =2500кг/м3 - от бетонного пола, δ=0,045м, =2200кг/м3	2,8 0,99	1,35 1,35	3,78 1,3365
Итого:	∑Gk = 3,79	-	∑ = 5,1165
Временная (по заданию): кратковременная длительная	8,5 4,25 4,25	1,5 1,5 1,5	12,75 6,375 6,375
Полная нагрузка	Qk=12,29	-	Qd=17,8665

Временную нагрузку делим на кратковременную и длительно действующую в соотношении 50 и 50% соответственно.

3 Расчет и проектирование сборной панели

3.1 Подбор сечений

Для изготовления сборной панели принимаем бетон класса С (ХС4), f_c,cube=37MПа, f_ctm=2,9MПa, f_cm=38MПa, (где - коэффициент безопасности по бетону, принят равным 1,5 согласно табл.2 ТКП EN 1992-1-1-2009); продольную арматуру – из стали класса S400, f_yd = ( - частный коэффициент для арматуры, согласно табл. 2.1N ТКП EN 1992-1-1-2009 =1,15), f_yк = 400МПа, f_ywd = 348МПа; поперечная арматура из стали класса S500: f_yк = 500МПа, f_ywd = 435МПа; арматура для петель из стали класса S240: f_yк = 240МПа, f_ywd = 208МПа.

Минимальный защитный слой бетона (согласно п. 4.4.1.2 ТКП EN 1992-1-1-2009) принимаем 30мм для класса конструкции S4).

Найдем требуемую высоту поперечного сечения ребристой плиты:

,

где:

- расчетный пролёт плиты,

и - длительная и кратковременная нормативные составляющие временной нагрузки соответственно,

с – коэффициент, принимаемый для ребристых панелей в пределах 30…34,

- коэффициент увеличения прогибов при длительном действии нагрузки (для ребристых плит с полкой в сжатой зоне принимается 1,5)

l_eff = l_п+b = 5280+160 = 5440 мм. Здесь l_п – расстояние между внутренними гранями полок ригелей, мм; b – величина опирания плиты на полку ригеля.

Рис.1. Схема опирания плиты для определения .

Окончательно принимаем высотуплиты:

h = 400 мм.

Для определения собственного веса плиты, отнесенного к единице площади, спроектируем поперечное сечение плиты с учетом известных конструктивных высоты и ширины плиты. Также изобразим её эквивалентное тавровое сечение.

Рис.2. Геометрические параметры поперечного сечения плиты и его таврового эквивалента.

Приведённая толщина панели, мм:

где А=157400 мм² - площадь поперечного сечения плиты,

=1400 мм - конструктивная ширина плиты.

Тогда:

.

Для расчета плиты по первой группе предельных состояний необходимо учитывать следующие сочетания нагрузок (приведенной к 1 метру плиты):

Где:

- коэффициент для комбинационного значения переменного воздействия;

- понижающий коэффициент

Согласно табл. А1 ТКП EN 1990-2011 принимаем =0,7

Тогда,

1. 

2. 

При расчете конструкции по эксплуатационной пригодности необходимо также учитывать практически постоянное сочетание нагрузок (п. 6.5.3 ТКП EN 1990-2011):

3. 

Здесь - коэффициент для практически постоянного переменного воздействия (принят равным 0,6 согласно табл.А1 ТКП EN 1990-2011);

- нормативное значение временной нагрузки, кН/м²;

- расчетное значение временной нагрузки, кН/м²;

- нормативное значение постоянной нагрузки, кН/м²;

- номинальная ширина плиты, равная 1430 мм.

Расчетный изгибающий момент и максимальная поперечная сила на опоре от первого сочетания нагрузок:

Расчетный изгибающий момент и максимальная поперечная сила для второй комбинации нагрузок:

То же, от третьей комбинации нагрузок:

Таким образом для расчета по первой группе предельных состояний будем использовать расчетные значения изгибающего момента и поперечной силы от второй комбинации нагрузок: