1. Данні для проектування

Згідно завдання необхідно розрахувати та запроектувати елементи монолітного залізобетонного перекриття з балочними плитами багатоповерхового будинку з залізобетонним каркасом.

Зовнішні стіни прийнято цегляні товщиною 510 мм. з прив’язкою на зовні

310 мм., з внутрішньої сторони 200 мм.

Довжина будівлі в осях = 35 м.

Крок колон вздовж будівлі = 7,0 м, звідси будівля матиме 5 кроків.

Ширина будівлі в осях = 16,8 м.

Крок колон впоперек будівлі в крайніх прольотах = 5,5 м, у середніх прольотах = 5,8 м.

Покрівля прийнята суміщена не вентильована з наступним складом:

• шар гравію на мастиці δ = 20 мм., ρ = 2800 кг/ ;

• 3 шари руберойду на мастиці ρ = 15 кг/ ;

• стяжка асфальтобетонна δ = 30 мм., ρ = 1900 кг/ ;

• газобетон δ = 150 мм., ρ = 800 кг/ ;

• монолітна плита перекриття.

Район будівництва місто Чернігів.

Характеристичне снігове навантаження

– коефіцієнт надійності за експлуатаційними сніговими навантаженнями, визначається за табл. 8.3 [1]

0,49

- Характеристичне значення снігового навантаження на 1 поверхні землі, визначається за додатком Е [1]

1720 МПа = 1,72 кПа

с – коефіцієнт, що визначається за п. 8.6 [1]

с =

µ - коефіцієнт переходу від ваги снігового покрову землі до снігового навантаження на перекриття, визначається за додатком Ж [1]

µ = 1

– коефіцієнт, що враховує режим експлуатації покрівлі, п. 8.9 [1]

= 1

- коефіцієнт географічної висоти, визначається за п. 8.10 [1]

= 1

с =

= 0,49 1,72 1 = 0,84 кПа

Розрахункове снігове навантаження на покриття

– коефіцієнт надійності за граничним значенням снігового навантаження, визначається за табл. 8.1 [1] в залежності від терміну експлуатації громадської будівлі, термін експлуатації визначається за додатком В.

= 1,14

= 1,14 1,72 1 = 1,96 кПа

Для всіх елементів перекриття колон та фундаментів приймається важкий бетон класу С20 з наступними характеристиками:

Розрахункове значення міцності бетону на стиск, визначається за табл. 3.1 [2]

= 11,5 МПа

Коефіцієнт умови роботи при тривалій дії навантаження, за п. 3.1.2.5 [3]

= 0,9

Тоді розрахункове значення міцності бетону на стиск

= 11,5 0,9 = 10,35 МПа

Розрахункове значення міцності бетону на осьовий розтяг

=

- коефіцієнт що враховує вплив на міцність бетону при розтягу тривалості дії навантажень, що викликані способом прикладання навантажень, п.3.1.5 [2]

= 1

- коефіцієнт надійності для бетону, за табл. 2.1 [2]

= 1,5

- характеристичне значення міцності бетону на осьовий розтяг, за

табл. 3.1[2]

= 1,3 МПа

= = 0,87 МПа

Уточнюємо розрахункове значення міцності бетону на осьовий розтяг

= 0,87 0,9 = 0,78 МПа

Модуль пружності бетону табл. 3.1 [2]

= 20 ГПа = 20 МПа

Армування плит виконується зварними рулонними сітками, з робочою арматурою Вр-1 з розрахунковим опором розтягу.

- характеристичне значення арматурного розтягу [4]

= 410 МПа

Другорядні балки армуються просторовим зварним каркасом з робочою арматурою А400С з розрахунковим опором розтягу

=

де - характеристичне значення арматурного розтягу, за табл. 3.4 [3]

= 400 МПа

– коефіцієнт надійності для арматури, за табл. 2.1 [2]

= 1,1

= = 365 МПа

Головні балки армуються просторовими зварними каркасами з робочою арматурою А500С з розрахунковим опором розтягу.

=

- характеристичне значення арматурного розтягу, за табл. 3.4 [3]

= 500 МПа

– коефіцієнт надійності для арматури, за табл. 2.1 [2]

= 1,15

= = 435 МПа

Колони армуються зварними каркасами з робочою арматурою А240С з розрахунковим опором на стиск.

=

- характеристичне значення арматурного розтягу, за табл. 3.4 [3]

= 240

– коефіцієнт надійності для арматури, за табл. 2.1 [2]

= 1,05

= = 229 МПа

Фундаменти армуються плоскими зварними сітками з робочої арматури А240С з розрахунковим опором на стиск.

=

- характеристичне значення арматурного розтягу, за табл. 3.4 [3]

= 240

– коефіцієнт надійності для арматури, за табл. 2.1 [2]

= 1,05

= = 229 МПа

Поперечна арматура приймається з умов технології зварювання для класу

бетону Вр-1 = 410 МПа за [4].

2. Компонування перекриття

У курсовому проекті приймається розташування головної балки впоперек будівлі, другорядних балок вздовж будівлі. Плита перекриття приймається дев’яти пролітна. Середня довжина кожного прольоту складає

=

- задана ширина будівлі

= = 1,87 м

При заданому характеристичному навантаженню на перекриття Р_е =11,5 кН/м² розміри прольотів плити можуть бути в межах 1,5 – 2,0 м при товщині плити 70 мм дані прийняті за табл. 1 [4].

Розміри всіх середніх прольотів приймаємо = 1,9 м, то крайні прольоти

=

= = 1,75 м

Різниця між розмірами крайніх та середніх прольотів не повинна перевищувати 10%

∆ = 100 % 10 %

∆ = 100 % = 7,89 % 10 %

Товщину плити, що попередньо призначена згідно характеристичного навантаження та розмірів прольотів необхідно поуточнювати перевіркою

= ( … ) = ( … ) 1900 = (76…48), отже з цієї умови остаточно приймаємо товщину плити = 70 мм.

Кількість прольотів другорядної балки приймаємо, виходячи з умови

n =

= = 5 м.

Приймаємо довжину другорядних балок = 7 м, = 5.

Визначаємо висоту перерізу другорядної балки за табл. 2 [4]

= ( … )

= ( … ) 7000 = (583…350), отже з цієї умови приймаємо висоту другорядної балки = 600 мм.

Визначаємо ширину другорядної балки

= ( … )

= ( … ) 600 = (300…200), отже з цієї умови приймаємо ширину другорядної балки = 250 мм.

Рисунок 2.1 Попередньо прийнятий переріз другорядної балки

Головна балка трьох пролітна. Виходячи з прийнятих прольотів плити

= 3

= 3 1,9 = 5,7 м

= 2 +

= 2 1,9 + 1,75 = 5,55 м

Задаємося розмірами поперечного перерізу головної балки:

Висота головної балки

= ( … )

= ( … ) 5700 = (713…475), отже з цієї умови приймаємо висоту головної балки = 700 мм.

Визначаємо ширину головної балки

= ( … )

= ( … ) 700 = (350…233), отже з цієї умови приймаємо ширину головної балки = 350 мм.

Рисунок 2.2 Попередньо прийнятий переріз головної балки

3. Розрахунок та проектування для багато прольотної плити

1. Розрахункові прольоти, розрахункова схема, розрахунковий переріз

Для визначення розрахункових прольотів розглянемо конструкцію перекриття

Рисунок 3.1.4. Конструктивна схема плити

При відношенні розмірів плити = = 3,17 > 2, то плита розраховується за схемою нерозрізної багато прольотної балки, яка завантажена рівномірно розподіленим навантаженням.

Розрахункові прольоти плити:

• для середніх прольотів – це відстані між гранями другорядної балки

l_{ef.f 2} = l₂^’ – b

l₂^’ – крок середніх другорядних балок

l_{ef.f 2} = 1900 – 250 = 1650 мм

• для крайніх прольотів – це відстані від грані другорядної балки до центру опори на стіні

l_{ef.f 1} = l₁^’ – +

l₁^’ – крок крайніх другорядних балок

l _{ef.f 1} = 1750 – + = 1595 мм

Р исунок 3.1.5. Розрахункова схема плити

Плита монолітного перекриття 9-ти пролітна, розраховується за схемою 5-ти пролітної. Для розрахунку умовно вирізаємо смугу в 1,0 м. До розрахунку приймаємо прямокутний переріз.

Рисунок 3.1.6. Розрахунковий переріз