`

Изм.

Кол.

Лист

№док

Подп

Дата

Лист

60

ПЗ 758/14

Введение

Железобетон представляет собой комплексный строительный материал, состоящий из бетона и стальных стержней, работающих в конструкции совместно в результате сил сцепления.

Известно, что бетон хорошо сопротивляется сжатию и значительно слабее растяжению (в 10-20 раз меньше, чем при сжатии), а стальные стержни имеют высокую прочность, как при растяжении, так и при сжатии. Основная идея железобетона и состоит в том, чтобы рационально использовать лучшие свойства составляющих материалов при их совместной работе. Поэтому арматуру располагают так, чтобы возникающие в железобетонном элементе растягивающие усилия воспринимались в большей степени арматурой. В изгибаемых элементах, например в плитах, балках, настилах и др., основную арматуру размещают в нижней, растянутой зоне сечения, а в верхней, сжатой зоне ее либо совсем не ставят, либо ставят небольшое количество, необходимое для конструктивной связи стержней в единые каркасы и сетки. В элементах, работающих на сжатие, например в колоннах, включение в бетон небольшого количества арматуры также значительно повышает их несущую способность. Возникающие в колоннах растягивающие напряжения от поперечных деформаций воспринимаются хомутами или поперечными стержнями; последние служат также для связи продольных стержней в плоские или пространственные каркасы. В растянутых элементах действующие усилия воспринимаются арматурой.

Благодаря многочисленным положительным свойствам железобетона – долговечности, огнестойкости, высокой прочности и жесткости, плотности, гигиеничности и сравнительно небольшим эксплуатационным расходам конструкции из него широко применяют во всех областях строительства.

Данный первый курсовой проект по дисциплине “Железобетонные и каменные конструкции” включает расчет и конструирование пустотного перекрытия многоэтажного гражданского здания в двух вариантах – сборном и монолитном. В сборном варианте выполняется компоновка конструктивной схемы перекрытия, расчет и конструирование предварительно напряженной многопустотной или ребристой плиты, многопролетного ригеля со стыком, железобетонной центрально сжатой колонны. В монолитном варианте выполняется компоновка конструктивной схемы перекрытия, расчет и конструирование плиты и второстепенной балки, колонны и фундамента.

1 Компоновка конструктивной схемы и технико-экономические показатели вариантов ребристого монолитного перекрытия

Выбор рационального варианта производится на основании сравнения технико-экономических показателей перекрытия в зависимости от назначения здания, размеров помещений, эксплуатационных требований и т.п. При прочих равных условиях предпочтение отдают варианту с более высокими технико-экономическими показателями.

Для выбора более рационального варианта расположения главных и второстепенных балок, составляются две схемы плана здания, в которых варьируются величины и направления пролётов главных и второстепенных балок.

Принимаем для первоговарианта: пролёт главных балок - ,второстепенных балок - ,пролет плиты . Для второго варианта принимаем: пролёт главных балок – , , второстепенных балок - , пролет плиты , .

Об экономичности варианта разбивки сетки колонн и балок можно судить по значению приведенной толщины бетона, которая представляет собой объём бетона плиты, балок и колонн отнесённый к одному метру квадратному перекрытия.

По формуле Овечкина вычисляют приведенную толщину перекрытия:

(1.1)

где приведенная толщина плиты:

; (1.2)

приведенная толщина второстепенной балки:

; (1.3)

приведенная толщина главной балки:

; (1.4)

приведенная высота колонны:

,(1.5)

где количество пролетов монолитной плиты;

количество пролетов второстепенной балки;

количество пролетов главной балки.

Рисунок 1 – Первый вариант компоновки перекрытия

Рисунок 2 – Второй вариант компоновки перекрытия

В формулах (1.1) – (1.5):

- полная расчетная нагрузка на плиту:

; (1.6)

- полная расчетная нагрузка на второстепенную балку:

; (1.7)

- полная расчетная нагрузка на главную балку:

. (1.8)

В результате компоновки вариантов перекрытия и данных принимаем следующие варианты.

Вариант 1. Исходные данные:

м; ; ; .

м; ; м; .

м; ; ; .

Решение

кН/м;

кН/м;

кН/м;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм.

Вариант 2. Исходные данные:

м; ; ; .

м; ; м; .

м; ; ; .

Решение

кН/м;

кН/м;

кН/м;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм.

К дальнейшим расчетам принимаем первый вариант как более экономичный по расходу бетона, т. к. мм < мм.

1.1 Определение предварительных размеров поперечных сечений элементов для выбранного оптимального варианта перекрытия

Толщина плиты принимается:

- согласно (1, таблица 11.3) для монолитных перекрытий гражданских зданий не менее 60 мм;

- из условий прочности по (5, формула(7.9)) при полной расчетной нагрузке

мм,

где - расчетное сопротивление бетона сжатию ;

- по конструктивным требованиям из условия жесткости

мм;

Окончательно принимаем мм.

Высота второстепенной балки принимается:

- по (5, формула (7.10)) при полной расчетной нагрузке

мм;

- по конструктивным требованиям из условий жесткости

мм.

Принимая во внимание требования градации размеров балок, окончательно принимаем мм.

Ширина балки мм.

По конструктивным требованиям принимаем мм.

Высота главной балки принимается:

- по (5, формула (7.11)) при полной расчетной нагрузке

мм;

- по конструктивным требованиям из условий жесткости

мм.

Окончательно принимаем мм.

Ширина главной балки мм.

Принимаем мм.

Сторона квадратного сечения колонны определяется следующим образом:

Принимаем с учетом градации размеров сечения колонны мм.