Міністерство освіти та науки, молоді та спорту України

Національний авіаційний університет

Інститут аеропортів

Кафедра комп’ютерних технологій будівництва

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни: “Будівельні конструкції”

на тему: “Розрахунок і конструювання основних несучих конструктивних елементів міжповерхового перекриття і покриття багатоповерхових будинків”

Виконав:

студент гр. ІАП-409

Кочеткова О.В.

Перевірив:

Колчунов В.І.

Київ 2012

Зміст

1. Завдання на виконання курсового проекту

2. Розрахунок і конструювання основних несучих елементів

3. монолітного залізобетонного перекриття

4. Вибір схеми перекриття

5. Проектування плити перекриття

6. Розрахунок плити

7. Розрахунок головної балки

8. Побудова епюри матеріалів для головної балки

9. Розрахунок і конструювання колони перекриття

10. Розрахунок і конструювання ступінчатого фундаменту

11. Список використаної літератури

Завдання

на виконання курсового проекту з дисципліни:

«Будівельні конструкції».

Розрахунок і конструювання основних несучих конструктивних елементів міжповерхового перекриття і покриття багатоповерхових будинків.

1. Розміри будинку в плані 24x42м

2. Кількість поверхів 4

Висота поверхв 4.8м

3. Район будівництва Сімферополь

Розрахунковий опір грунту основи 0.21МПа

4. Корисне навантаження на перекриття 12кН/м²

5. Клас бетону В40

Клас арматури А-ІІІ

6. Варіант з.б. перекриття моноліт

Вид плити перекриття –

7. Довжина плити 6 м

8. Ширина плити 1,2 м

9. Вид металевого перекриття з прогонами

10. Переріз елементів ферми покриття прокатні таври і кутники

11. Марка сталі ферми 10Г2СІ

12. Еквівалентне навантаженя на

ферму від підвісної кран-балки 0,5 кН/м

2.Розрахунок і конструювання основних несучих елементів монолітного залізобетоного перекритя Вибір схеми перекриття

Монолітні залізобетонні балочні перекритя складаются з плити настилу і системи перехресних балок – головних і другорядних, що утворюють складну монолітну конструкцію. При визначені величини навантаження, що передаєтся від одних елементів до інших, недивлячись на фактичу нерозрізність, конструктивні елементи для спрощення розглядають як розріні.

Переходячи до компоновки перекритя, спочатку задаються розташуваням головних балок. Приймаємо розташування головних балок поперек будинку. На мал.1 показано компоновку міжповерхового перекретя будинку.

Головні балки перекритя сираються на колони і несучі зовнішні стіни будинку. Проліт головних балок l_mb=6 м. Навантаження, збираємі на міжповерховому перекриті, передаються на головну балку в вигляді зосереджених сил, прикладених в місцях опирання на неї другорядних балок.

Оскільки, другорядні балки розташовують перпендикулярно головним на відстані l_s=1,7…2,7 м одна від одної, тому збільшуєм ширину плити до 2 м. Розташовуємо другорядні балки на відстані l_s=2 м одна від одної. Проліт другорядних балок l_sb=6 м. Навантаження на другорядну балку передається у вигляді рівномірно розподіленої, зібраної з перекрия в межах площі плити.

При компоновці перекритя, для отримання в прольотах нерозрізних балок близьких по величині зусиль (згинальних моментів), крайні прольоти головних і другорядних балок призначаємо на 15 – 20 %меншими по величині, ніж середні.

В перекриті передбачають температорно-усадочні шви. В монолітних перекритях довжина температурно-усадочного блока не повинна перевищувати 40 см.

Товщину плити перекритя приймаємо в межах h_s=(1/25…1/40)l_s, але не менше h_s=5 см для цивільних і h_s=6 см для промислових будинків. Загальну товщину плит приймаємо одинаковою в усіх прольотах в залежності від величини корисного навантаження. При V=10…20 кН/м² приймаємо h_s=8 см.

Розміри перерізу балок можуть бути попередьньо задані за допомогою виразів:

висота другорядної балки – h_sb=(1.0…1.3) ³V_nl_sl_sb²  (1/12…1/18)l_sb

ширина другорядної балки –b_sb= (0.3…0.5) h_sb

висота головної балки – h_mb = (1.0…1.3)V_nl_sbl_mb²  (1/8…1/12)l_mb

ширина головної балки –b_mb=(0.3…0.5) h_mb

Розміри перерізу балок приймаємо кратними 5 см з округленям до найближчого більшого значення. Приймаємо розміри головної балки 65х30 см, а другорядної – 40х20 см.

Проектування плити перекритя

Розрахункова схема. Для складання розрахункової схеми плити з перекритя виділяємо полосу шириною 1,0 м в напрямку короткої сторони (рис.1) і розглядаємо її як нерозрізну балку, що опирається на другорядні балки і загружену рівномірно розподіленим навантаженням. Прийнятя такої розрахункової схеми можливо при розрахунку балочних плит, тобто плит в яких відношення сторін складає l_sb/l_b>2.Навантаження, що приходиться на 1 м² плити, одночасно є навантаженням на 1 м довжини полоси.

Таким чином плита розглядається як нерозрізна балка,завантажена рівномірно розподіленим навантаженям.

За розрахунковий проліт l₀ приймаємо: для середніх прольотів – відстань між гранями другорядних балок, для крайніх прольотів – відстань від грані другорядної балки до середини вільної опори.

Розраховуємо плиту по методу граничної рівноваги. По отриманим згинальних моментах підбирають переріз плити і площу арматури.

Поперечні сили для плити не визначаються і розрахунок міцності похилого перерізу не проводят.

Розрахунок плити

Оскільки відношення прольотів плити l₂/l₁ = 6/2 = 3, тому розглядаємо її як балочну прольотом l_s = l₁ = 2 м. Товщина плити h_s = 8 см.

Припустимо, що ширина другорядної балки b = 20 см, тоді розрахункова величина середніх прольотів: l₀ = 200 – 20 = 180 см

і крайніх: l₀ = 200 – 20 – 0,5*20 + 0,5*12 = 176 см

Для розрахунку виділемо полоску шириною b = 1 м. Тоді навантаження на 1 м довжини рівне навантаженю на 1 м², його підрахунок зводим в табл.1.

Таб.1

Навантаження на 1 м²плити міжповерхового перекриття будинку

Найменування навантаження	Нормативне навантаження, кН/м2	Коефіцієнт надійності по навантаженю,	Розрахункове навантаження, кН/м2
Постійні навантаження: а) власна вага плити ( = 25 кН/м3) б) власна вага захисного настилу: шлакобетонна підготовка асфальтова стяжка	2 0.75 0.36	1.1 1.3 1.3	2.2 0.975 0.468
Разом	3.11		3.643
Тимчасове корисне навантаження (згідно завданя)	12	1.2	14.4
Повне навантаження	15.11		18.043

Згинальні моменти в плиті визначаєм по формулам:

в крайньому прольоті M = 1/11*q (l_0s)²

М = 1/11*1.76²*18.043 = 5,08 кНм

на другій від краю опорі M = 1/11*q (l_0s)²

М = - 1/11*18.043*1.8² = - 5,32 кНм

в середніх прольотах і на середній опорі M = 1/16*q(l_0s)²

М = 1/16*18.043*1.83² = 3.65 кНм

Потрібна площа перерізу арматури при армуванні проволкою 4 мм і при робочій висоті h₀ = 8 – 1 –0,5*0,4 = 6,8 см по формулам:

в крайньому прольоті при R_b = 22 Mпa*0.9 = 19.8 Mпa

 =  - 0.008 R_b = 0.85 – 0.008*19.8 = 0.69

_b2 = 0.9, _sc,u = 500 Mпa

_R = 0.69/(1+355/500*(1 – 0.69/1.1)) = 0.55

_m = M/R_bbh₀² = 508000/(19.8*100*6.8²*100) = 0.055

 = 1 – 1 – 2*0.055 = 0.057

<_R,  = 1 – 0.5*0.057 = 0.972

A_s1 = M/R_s h₀ = 50800/(365*6.8*0.972*100) = 2.11 см²

на другій від краю опорі при

 = - 0.008 R_b = 0.85 – 0.008*19.8 = 0.69

_b2 = 0.9, = 500 Mпa

_R = 0.69/(1+355/500*(1 – 0.69/1.1)) = 0.55

_m = M/R_bbh₀² = 532000/(19.8*100*6.8²*100) = 0.058

 = 1 – 1 – 2*0.058 = 0.06

<_R, _sc,u = 1 – 0.5*0.06 = 0.97

A_s = M/R_s h₀ = 532000/(365*6.8*0.97*100) = 2.21 см²

в середніх прольотах і на середніх опорах при

= - 0.008 R_b = 0.85 – 0.008*19.8 = 0.69

_b2 = 0.9, = 500 Mпa

_R = 0.69/(1+355/500*(1 – 0.69/1.1)) = 0.55

_m = M/R_bbh₀² = 365000/(19.8*100*6.8²*100) = 0.04

= 1 – 1 – 2*0.04 = 0.04

< _R, = 1 – 0.5*0.04 = 0.98

A_s1 = M/R_s h₀ = 365000/(365*6.8*0.972*100) = 1.5 см²

Армування плити приймаємо безперервним (мал.3) із сіток з повздовжніми робочими стержнями C1 (5B_pI – 125)/(3B_pI – 350)2130, C2 (4B_pI – 200)/(5B_pI – 400)1660