Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра «ТОЭС»

Курсовое задание

«Сборное железобетонное ребристое перекрытие»

Выполнил: Дзвонко М.О.

4019/2

Проверил: Руколеев П.В.

Санкт-Петербург

2011

Содержание:

1. Монтажная схема перекрытия, назначение основных размеров

2. Проектирование плиты панели

2.1 Статический расчет

2.2 Подбор арматуры

2.3 Конструирование арматуры

3. Проектирование промежуточной диафрагмы

3.1 Статический расчет

3.2 Расчет продольной арматуры

3.3 Расчет поперечной арматуры

4. Проектирование продольного ребра

4.1 Статический расчет

4.2 Расчет продольной арматуры

4.3 Расчет поперечной арматуры

5. Проектирование сборного прогона

5.1 Статический расчет и построение огибающих эпюр моментов

5.2 Расчет продольной арматуры и построение эпюр предельных моментов

5.3 Расчет поперечной арматуры

5.4 Сопряжение прогона с колонной

1. Монтажная схема перекрытия. Назначение основных размеров

Сборные ребристые перекрытия состоят из несущих балок называемых прогонами или главными балками, на которые укладываются сборные панели.

Прогоны в свою очередь опираются на наружные стены и промежуточные колонны. Расположение прогонов в плане может быть различным в зависимости от очертания и размеров помещения, а также технологических требований. В данном курсовом задании прогоны расположены поперёк здания, что обеспечивает большую жесткость здания.

Размещение колонн в плане увязано с расположением стен. Оси колонн расположены на продолжении входящих углов здания.

Пролеты в направлении прогонов lпр желательно принимать от 6 до 8 м, а в перпендикулярном направлении - от 5 до 7м. При заданных размерах здания получаем следующую сетку колонн:

l=5,5 м

lпр=6,1 м

Монтажная схема перекрытия представлена на рис. 1.1

Рис.1.1

Назначение размеров плиты

Выбор длины lпан и ширины bпан панели тесно связан с расстановкой колонн и направлением укладки прогонов (рис. 1.2).

В нашем случае, ребристые панели укладываются на прогон сверху.

• Длина панели равна:

lпан= lпр -(1-2) см;

lпан=550-1=548 см.

• Ширина панели равна:

b_пан =(l-n·1)/n;

b_пан =(610-4·1)/4=152 см.

2.2.1 Конструирование плиты

Ребристая плита с ребрами вниз представляет собой коробчатый элемент, состоящий из двух продольных ребер, связанных между собой плитной частью и усиленный двумя диафрагмами.

Диафрагма делит плитную часть на средний и торцевой участки (рис. 2). Все участки одинаковы и работают как плиты опертые по контуру.

Рис. 2 Схема панели

Размер участков найдем так:

, (3)

Получаем: .

Толщина должна быть не менее 5 см. Она выбирается исходя из условия:

(4)

Из полученных значений выбираем среднее:

.

Определим параметры промежуточной диафрагмы:

Высота: ;

ширина назначается из конструктивных соображений:

, .

Продольное ребро:

, примем h_пан=0,36 м

, .

1. Статистический расчет

Прежде чем приступить к расчету, определяем значения нагрузок, действующих на панель.

Постоянная нагрузка включает в себя собственный вес панели и вес пола.

Принята следующая конструкция пола –пол из керамических плит по шлакобетонному утеплителю (цементная подшивка 2см).

Проводим сбор нагрузок:

1. от веса пола

γ = 2500 кг/м³

g ^н_пола = 214 кгс/м² ;

g _пола = g ^н_пола· γ_f = 214 ·1.2=256.8 кгс/м²;

где g ^н_пола – нормативная нагрузка от собственного веса пола;

g _пола – расчетная нагрузка от собственного веса пола

γ_f – коэффициент надежности по нагрузке.

2. нагрузка от собственного веса плиты панели

g_пл =h_пл· γ_ж/б · γ_f = 0,06·2500·1,1=223 кгс/м²,

где g_пл – нагрузка от собственного веса плиты;

h_пл – толщина плиты;

γ_ж/б – плотность железобетона (2500 кгс/м²)

3. временная полезная нагрузка

Рn= 2250 кгс/м²;

Р= Рn · γ_f= 2250 · 1,2 = 2700 кгс/м²;

4. полная нагрузка, действующая на плиту

qпл= g _пола+g_пл+Р = 257+223+2700=3180 кгс/м².

Плита ребристой панели в статическом отношении представляет собой однорядную однопролетную плиту, работающую в двух направлениях, упруго защемленную на продольных ребрах и диафрагмах (рис.2.4).

Ввиду возможного поворота продольных ребер и торцевых диафрагм допускаем, что вдоль этих ребер плита оперта шарнирно. Вдоль промежуточных диафрагм плиту считаем жестко защемленной, т.к. поворот плиты на них практически отсутствует.

Таким образом, торцевые участки плиты панели рассматриваем как плиту, шарнирно опертую по трем сторонам и жестко заделанную по четвертой, а средние - как плиту, шарнирно опертую по двум сторонам, а по двум другим - жестко защемленную. Расчётные схемы этих плит изображены на рис.2.4.

Рис 2.4

Найдём расчётные пролёты участков плиты по следующим зависимостям:

lx ≈ a_пан=183 см

ly ≈ b_пан=152 см

Тогда lу / lх =152/183=0,83.

Наибольшие значения пролетных изгибающих моментов в торцевой и средней плитах в направлении осей х и у определяем по формулам:

М_хпр=q_пл · l_x²/φ_x,

М_упр=q_пл · l_у²/φ_у ,

где q_пл - полная расчетная нагрузка на 1 пог. м полосы шириной b=1 м, вырезанной условно в центре плиты в направлении осей х и у;

φ_x,φ_у - табличные коэффициенты, зависящие от отношения ly / lx (коэффициенты берутся из таблицы 2 пособия [1]).

Опорный момент для торцевой плиты (случай а) рассчитываем по формуле:

М_хоп=q_х· l_х²/8

где q_х= α · q_пл - доля нагрузки, передаваемая в направлении оси х (коэффициент α берется из таблицы 2 пособия [1]).

Опорный момент в средней плите (случай б) рассчитываем по формуле:

М_хоп= q_х· l_x²/12

Определяем изгибающие моменты:

Случай а:

φ_x = 41.03

φ_у = 24.54

α = 0,552

1) М^а_хпр=q_пл· l_x²/ φ_x =3180·1,83²/41.03=257 кгс·м;

2) М^а_упр=q_пл· l_у²/φ_у=3180·1.52²/24.54=299 кгс·м;

3) М^а_хоп=q_х· l_х²/8 = 1755·1,83²/8= 727 кгс·м;

где q_х= α· q_пл= 0,552·3180=1755 кгс/м²;

Случай б:

φ_x = 47.24

φ_у = 32.2

α = 0,709

1) М^б_хпр=q_пл· l_x²/φ_x=3180·1,83²/47.24=223 кгс·м;

2) М^б_упр=q_пл· l_у²/φ_у=3180·1.52²/32.2=228 кгс·м;б ьюл

3) М^б_хоп=q_х· l_х²/12 = 2255·1,83²/12= 774 кгс·м;

где q_х= α*q_пл= 0,709·3180=2255 кгс/м².