Министерство образования и науки Украины

Одесская государственная академия строительства и архитектуры

Кафедра железобетонных и каменных конструкций

Курсовой проект

на тему:

«Проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания»

Выполнила:

студентка гр. КПГС-475

Рошкован Д.И.

зач.кн. №07229

Проверил:

Диордиенко Л.Д.

Пояснительная записка 24 листов А4

Чертежи 1 лист А1

Одесса 2010 г.

Содержание

Введение 2

1. Расчет и конструирование железобетонной плиты 4

междуэтажного ребристого перекрытия

2. Расчет второстепенной балки по несущей способности 8

3. Построение эпюры материалов 14

4. Расчет монолитных железобетонных колон пятиэтажно- 18

го здания

5. Расчет и конструирование монолитных железобетонных 21

фундаментов под колоны

Использованные материалы 24

Введение

Ребристое перекрытие с балочными плитами состоит из плиты, работающей в коротком направлении, второстепенных и главных балок (ригелей). Все элементы перекрытий монолитно связаны между собой и выполняются из бетона В-25. Опорами плиты служат второстепенные балки, которые, в свою очередь, опираются на главные балки. Главные балки опираются на колоны. Балочными называют плиты, работающие только в одном направлении, как балки. Балочные плиты – прямоугольные плиты, у которых отношение длинной стороны к короткой больше двух. Балочные плиты работают на изгиб только по короткому направлению. Величиной момента в другом направлении пренебрегают ввиду его малости. Это объясняется тем, что кривизна плиты в коротком направлении больше, чем в длину, поэтому и моменты в коротком направлении больше. Соответственно, балочные плиты армируются по короткому направлению рабочей арматурой и распределительной в длинной.

Главные балки могут располагаться вдоль и поперек помещения.

Поперечное расположение главных балок позволяет размещать их крайние опоры на межколонных простенках, укрепленных пилястрами, а второстепенные балки располагаются вдоль здания. Такая балочная клетка загружает преимущественно простенки продольных стен, что является благоприятным фактором, но затеняет поверхность потолка продольными ребрами второстепенных балок, что ухудшает условия освещенности, однако в этом случае удается максимально повысить оконные проемы продольных стен, так как между простенками на перемычки опирается только полупролет плиты, передающий на них небольшую нагрузку.

Продольное расположение главных балок улучшает освещенность помещения, поскольку не происходит затемнения поверхности потолка ребрами.

Принимаем в проекте вариант сетки балок и колон, при котором главные балки располагаются поперек продольных стен, при этом варианте, как известно, балочная клетка загружает в основном простенки продольных стен, а ухудшение освещенности компенсируется повышением проемов продольных стен.

Рекомендуемые пролеты главных балок – 5-8 м, второстепенных балок – 5-7 м. Пролеты плиты от 1,8 до 2,5 м в зависимости от величины полезной нагрузки. Следует стремится к минимальной, разрешенной СНиП толщине плиты для соответствующего перекрытия.

Крайние пролеты плиты и балки рекомендуется уменьшить на 10-15% по отношению к средним пролетам. В этом случае моменты в крайних пролетах и на второй от конца опоре по величине приближаются к моментам в средних пролетах, вследствие чего упрощается армирование этих элементов.

1. Расчет и конструирование железобетонной плиты междуэтажного ребристого перекрытия

Для определения расчетных пролетов плиты, принимаем высоту сечения второстепенной балки:

Ширина:

Расчетные пролеты плиты:

Поскольку соотношение сторон 6500/2100=3,0>2, плиту рассчитываем как работающую в коротком направлении.

Следовательно, изгибающие моменты такой неразрезной балочной плиты опирается с учетом перераспределения моментов, при этом создается равномерная система.

Нагрузка на 1 м² плиты

Определение нагрузок	Нормативная, кН/м2	γf	Расчетная, кН/м2
Временная нагрузка pn	7,0	1,2	12
А. Постоянная
Штучный паркет Мастика Цементно-песчаная стяжка Железобетонная плита Штукатурка	0,07 0,03 0,09 2 0,091	1,1 1,2 1,3 1,1 1,3	0,077 0,036 0,117 2,2 0,117
ИТОГО	Gn=9,28	-	p+g=14,55

Полезная нагрузка на 1 м² плиты с учетом коэффициента ответственности по зданию:

Изгибающие моменты:

- максимальный изгибающий момент в крайних пролетах:

- на второй от края опоре:

- в средних пролетах и над средними опорами:

Задаемся μ=0,8%

Соответственно α₀=0,302

Полезная высота сечения плиты:

Полная толщина плиты:

h=4+1,5=5,5 см, принимаем 6 см.

Полезная толщина плиты

h₀=6-1,5=4,5 см

Подбор сечения арматуры

На крайних пролетах:

Принимаем 6∅9А400С. A_s=3,82 см².

На крайней опоре В:

Принимаем 6∅10А400С. A_s=4,71 см².

В средних пролетах и над средними опорами:

Принимаем 6∅8А400С. A_s=3,02 см².

2. Расчет второстепенной балки по несущей способности

Статический расчет.

Задаемся размерами главной балки

Расчетные пролеты второстепенной балки:

Определение нагрузок на 1 м.п. второстепенной балки:

- постоянные:

От плиты и пола: 2,547х2,3=5,858 кН/м

От собственного веса балки: (0,4-0,07)х0,2х25х1,1=1,815 кН/м

- полезная:

12х2,3=27,6 кН/м

Полная расчетная нагрузка: р+g=35,27 кН/м

Рассчитываем значения изгибающих моментов при р/g=2,25 в табличной форме:

№ пролетов	№ сечения	Расстояние от левой опоры	β			(g+p)xl2		Изгибающий момент
			+β	-β	Мах			Min
1	1 2 - 3 4 5	0,2l0,ex 0,4l0,ex 0,425l0,ex 0,6l0,ex 0,8l0,ex 1.0l0,ex	0,065 0,09 0,091 0,075 0,02 -	- - - - - 0,0715	1059,17		68,85 95,33 96,38 79,44 21,18 -		- - - - - 75,73
2	6 7 - 8 9 10	0,2l0,m 0,2l0,m 0,5l0,m 0,2l0,m 0,2l0,m 0,2l0,m	0,018 0,058 0,0625 0,058 0,018 -	0,0315 0,0105 - 0,0075 0,0255 0,0625	1070,8		19,27 62,11 66,93 62,11 19,27 -		30,41 7,07 - 3,85 23,99 66,93
3	11 12 - 13	0,2l0,m 0,2l0,m 0,2l0,m 0,2l0,m	0,018 0,058 0,0625 0,058	0,024 0,0045 - 0,0045	1070,8		19,27 62,11 66,93 62,11		30,41 7,07 - 3,85

Определение значений поперечных сил:

Поперечная сила на опоре А:

Поперечная сила на опоре В слева:

Поперечная сила на опоре В справа и на всех остальных опорах:

Подбор сечения второстепенной балки

Поскольку расчет ведется по выровненным моментам с учетом образования пластических шарниров (перераспределение усилий), проценты армирования должны быть такими, чтобы ξ≤0,35. Принимаем ξ=0,33. Размеры поперечного сечения балки определяем по опорному моменту у грани опоры, приняв ширину сечения 20 см.

При ξ=0,33 α_m=0,275

Полная высота сечения

h=42,43+5,5=47,93 см, принимаем 50 см.

При однорядном размещении арматуры рабочая высота сечения:

В пролете:

h₀=50-3,5=46,5 см

На опоре:

h₀=50-5,5=44,5 см

Плита расположена в сжатой зоне h_f’/h=7/40=0,175>0,1 ширину сжатой зоны b_f’ принимаем из условия, что ширина полки в каждую сторону оси ребра должна быть не более 1/6 пролета.

Подбираем площадь поперечного сечения арматуры при армировании балки вязанными стержнями:

В первом пролете:

Принимаем 2∅16А400С+2∅10A400С. A_s=6,28 см².

Во втором и третьем пролетах:

Принимаем 2∅12А400С+2∅10А400С. A_s=3,83 см².

При работе плиты в зоне с отрицательными моментами ширина b_f’=20см.

Принимаем 2∅12А400С. A_s=2,26 см².

На опоре В:

За счет отгибов 4∅10А400С с левого и правого пролетов A_s=3,14 см².

Принимаем 2∅12А400С. A_s=2,26 см².

На опоре С:

За счет отгибов 4∅10А400С с левого и правого пролетов A_s=3,14 см².

Принимаем 2∅12А400С. A_s=2,26 см².

Расчет наклонных стержней на поперечную силу

Хомуты и отогнутые стержни ставим по расчету

Q=76,43 кН; Q<0,6bh₀R_btγ_b2(1+φ_f)

Q=76,43 кН < 0,6х20х44,5х0,90х0,90х(1+0,13)х100=47145 Н

На опоре В слева принимаем двухветвевые хомуты 2∅6А400С A_sw=0,283 см², при двух каркасах A_sw=0,566 см².

Шаг поперечных стержней

Назначаем шаг поперечных стержней равным 15 см.

Усилие, воспринимаемое поперечными стержнями R_sw=355 МПа.

Принимаем с=105 см.

Определяем усилие, воспринимаемое поперечными стержнями:

Следовательно отгибы ставятся конструктивно.

На опоре В справа:

На опоре В слева:

Стержни отгибаем под углом 45°.

Проверка прочности наклонного сечения по наклонной сжатой полосе между наклонными трещинами на действие поперечной силы производится из условия:

,

Коэффициент , учитывающий влияние хомутов, нормальной и продольной оси элемента определяют по формуле:

,

Где - коэффициент привидения модулей.

Коэффициент определяется по формуле

,

Где - коэффициент принимаемый равным 0,01 для тяжелого бетона.

Прочность обеспечена.

На опоре В и на остальных опорах Q=97,17 кН.

Определяем максимальный шаг поперечных стержней по формуле:

По конструктивным соображениям принимаем шаг поперечной арматуры S=15 см.

Проверяем условие:

Коэффициент учитываем в расчете.

Определяем погонное усилие воспринимаемое поперечными стержнями:

Длину проекции невыгодного наклонного сечения определяем по формуле:

Принимаем с=105 см.

Определяем усилие, воспринимаемое поперечными стержнями:

Проверяем по сжатой полосе между наклонными трещинами

Определяем усилие, воспринимаемое поперечными стержнями:

; ; ; ; ;

Прочность по наклонной полосе между наклонными трещинами обеспечена.