Курсач стр. конструкции
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
Кафедра «Строительные конструкции, основания и фундаменты»
В. В. ТАЛЕЦКИЙ, П. Ю. ЭТИН, А. В. СТЕПАНОВА
СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Одобрено методической комиссией строительного факультета в качестве учебно-методического пособия
по выполнению курсовой и расчетно-графической работ для студентов строительного факультета
Гомель 2013
УДК 624.012.35.001.63(075.8) ББК 38.53
Т16
Р е ц е н з е н т – главный конструктор проектного института «Гомельоблстройпроект» И. Б. Овчаренко.
Талецкий, В. В.
Т16 Строительные конструкции : учеб.-метод. пособие по выполнению курсовой и расчетно-графической работ для студентов строительного факультета / В. В. Талецкий, П. Ю. Этин, А. В. Степанова ; М-во образования Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. – Гомель : БелГУТ, 2013. – 65 с.
ISBN 978-985-554-142-5
Приведена последовательность проектирования и расчета железобетонных элементов многоэтажного промышленного здания: ребристой плиты перекрытия, центрально нагруженных колонны и фундамента. Даны краткие указания по конструированию этих элементов. Все расчеты выполнены в соответствии с СНБ 5.03.01–02 "Конструкции бетонные и железобетонные" и изменениями к ним.
Предназначено для выполнения курсовой и расчетно-графической работ по железобетонным конструкциям дисциплин "Строительные конструкции" и "Строительные конструкции транспортных сооружений" студентами строительного факультета специализаций 1–37 02 05 "Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство", а также 1–70 03 01 "Автомобильные дороги".
УДК 624.012.35.001.63(075.8) ББК 38.53
ISBN 978-985-554-142-5 © Талецкий В. В., Этин П. Ю., Степанова А. В., 2013 © Оформление. УО "БелГУТ", 2013
2
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение…………….…………………………………………………………………... |
4 |
1 Компоновка элементов сборного перекрытия ………………………………….. |
7 |
2 Сбор нагрузок на ребристую плиту перекрытия………………………...……… |
12 |
2.1Назначение опалубочных размеров плиты………………………..……………. 12
2.2Определение нагрузок и расчетных усилий………..…….…………………….. 16
|
2.2.1 Расчетные усилия в продольных ребрах плиты….…….............................................. |
16 |
|
2.2.2 Расчетные усилия в полке плиты................................................................................... |
18 |
2.3 |
Характеристикипрочностибетонаиарматуры…………………………………... |
20 |
3 Расчеты плиты перекрытия по прочности (предельное состояние первой |
|
|
группы)…………………………………………...………...…................................…… |
20 |
|
3.1 |
Расчет продольного ребра плиты на действие изгибающего момента, возни- |
|
кающего от расчетной нагрузки …………………….……………..…………….…. |
20 |
|
3.2 |
Расчет плиты на действие поперечной силы........................................................ |
27 |
3.3 |
Расчет полки плиты на местный изгиб................................................................. |
33 |
3.4 |
Расчет плиты на действие изгибающего момента, возникающего при подъе- |
|
ме и монтаже…………………….................................................................................. |
36 |
|
3.5 |
Конструирование плиты………………………………………………..….…...... |
40 |
4 Расчет колонны ............................…………...………………….................................. |
40 |
|
4.1 |
Расчетно-конструктивная схема………………..................................................... |
40 |
4.2 |
Сбор нагрузок на колонны с покрытия и перекрытий.......................................... |
41 |
4.3Расчет колонны…………………………………..................................................... 44
4.4Конструирование колонны………..……………..................................................... 47
5 Расчет монолитного железобетонного фундамента………………..…………..... 48
5.1 Определение размеров подошвы............................................................................. |
48 |
5.2 Расчет тела фундамента........................................................................................... |
49 |
5.2.1 Определение высоты……………………………….…….............................................. |
49 |
5.2.2 Расчет на раскалывание.................................................................................................... |
52 |
5.2.3 Проверка прочности нижней ступени............................................................................. |
52 |
5.2.4 Расчет арматуры................................................................................................................ |
53 |
5.3 Конструирование фундамента…………………..................................................... |
57 |
Приложения |
|
А Характеристики бетона и арматуры.....................................………….................... |
58 |
Б Сортамент арматуры..............................………………………………...................... |
60 |
В Сетки арматурные сварные для железобетонных конструкций и изделий |
|
(ГОСТ 23279–85).............…………………................................................................ |
61 |
Г Спецификация элементов и ведомость расхода стали (ГОСТ 21.101–93)………. |
64 |
Д Пример оформления чертежа плиты перекрытия………….................................... вкл. |
|
Список литературы…………………………………………………………………...... 65 |
|
3
ВВЕДЕНИЕ
Расчетно-графическая работа по дисциплине "Строительные конструкции" для студентов специальности "Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство" и курсовая работа по дисциплине «Строительные конструкции транспортных сооружений» для студентов специальности "Автомобильные дороги" включают расчет и конструирование несущих конструкций многоэтажного промышленного здания: ребристой плиты перекрытия, центрально нагруженных колонны и фундамента.
Цель данного учебно-методического пособия – помочь студентам усвоить основные понятия, приобрести навыки по расчету и конструированию, ознакомить с правилами оформления чертежей железобетонных конструкций.
Учебно-методическое пособие содержит разработку конструктивной схемы сборного перекрытия, сбор нагрузок на перекрытие, расчет ребристой плиты перекрытия, расчет центрально нагруженных колонны и фундамента. Приведены правила оформления чертежей и приложение с листом формата А2 графической части РГР. На листе даны чертежи запроектированной ребристой плиты перекрытия.
Для большинства расчетов приведены алгоритмы, позволяющие выполнять их на персональном компьютере в программах Machcad или Excel, что значительно сократит вычислительную работу.
Задание на курсовую (расчетно-графическую) работу. Требуется запроектировать несущие железобетонные конструкции многоэтажного промышленного здания в сборном варианте – ребристую плиту, колонну и фундамент.
Исходные данные для выполнения расчетно-графической работы принимаютсяизтаблицы в соответствиисвыданнымшифромизтрех цифр:
4
|
Исходные данные |
|
|
|
|
Номер варианта |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По |
последней цифре шифра |
|
|
|
|
|||||
1 |
Длина здания, м |
36 |
84 |
78 |
72 |
|
66 |
60 |
54 |
48 |
42 |
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Ширина здания, м |
18 |
15 |
24 |
30 |
|
18 |
24 |
30 |
18 |
15 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Количество этажей |
3 |
4 |
5 |
2 |
|
4 |
3 |
4 |
5 |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Высота этажа, м |
4,0 |
4,2 |
4,4 |
4,6 |
|
4,8 |
5,0 |
5,2 |
5,4 |
5,6 |
6,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Район строительства |
I |
II |
III |
IV |
|
V |
I Б |
II Б |
III |
IV |
V |
|
по снегу s0, кПа |
0,5 |
0,7 |
1,0 |
1,5 |
|
2,0 |
0,8 |
1,2 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
6 |
Ширина плит перекры- |
1,5 |
0,75 |
1,0 |
1,2 |
|
1,4 |
1,6 |
1,0 |
1,5 |
0,75 |
1,2 |
|
тия, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По |
предпоследней цифре шифра |
|
|
|
|
|||||
7 |
Нормативная перемен- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ная длительнодейст- |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
14 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
вующая нагрузка, кН/м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Нормативная перемен- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ная кратковременная |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
1,5 |
|
2,0 |
2,5 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
1,5 |
|
нагрузка, кН/м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Условное расчетное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сопротивление грунта |
180 |
200 |
250 |
300 |
|
350 |
450 |
400 |
300 |
200 |
150 |
|
R0, кПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 Вес пола и перегоро- |
1,0 |
0,95 |
0,9 |
0,85 |
|
0,8 |
0,75 |
0,7 |
0,75 |
0,6 |
0,55 |
|
|
док, кПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 Толщина полки, м |
0,06 |
0,08 |
|
0,06 |
0,08 |
0,06 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
По третьей от конца цифре шифра |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
||||||||||
12 Класс бетона |
С16/20 |
С25/30 |
С20/25 |
С30/37 |
С12/15 |
С20/25 |
С30/37 |
С25/30 |
С16/20 |
С12/15 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 Класс арматурной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стали продольных ре- |
S400 |
S500 |
S400 |
S500 |
S400 |
S500 |
S400 |
S500 |
S400 |
S500 |
|
|
бер, колонн, фунда- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ментов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 Класс арматурной |
S240 |
S400 |
S240 |
S400 |
S240 |
S400 |
S240 |
S400 |
S240 |
S400 |
||
|
стали полки плит |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 Тип перекрытия* |
1 |
2 |
1 |
2 |
|
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*Тип 1 – опирание на прямоугольный ригель, тип 2 – опирание на полки ригеля. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
Состав работы. Материалы представляются в виде пояснительной записки, содержащей выполненные расчеты, и графической части из листа чертежей формата А2 (420 594 мм).
Примерное содержание пояснительной записки
Оглавление Введение. Во введении дается краткое описание принятых конст-
руктивных решений, характеристика выбранных элементов и узлов их сопряжения. Например, в соответствии с заданием (шифр . . . ) запроектированы основные несущие конструкции 3-этажного промышленного здания. Здание прямоугольное в плане с размерами в осях 18 36 м. Здание запроектировано в неполном каркасе с наружными стенами из камней силикатных толщиной 510 мм. Выбран вариант сборного перекрытия с поперечным расположением ригелей. Шаг колонн 6,0 м, пролет ригелей 6,0 м. Высота этажа здания 4,0 м. Колонны – квадратного поперечного сечения, ригели – прямоугольного поперечного сечения. Плиты перекрытия опираются на верх ригелей, ригели – на консоли колонн. Фундаменты – монолитные железобетонные со стаканами для сопряжения с колоннами.
1 Компоновка сборного перекрытия. Здесь разрабатывается вариант перекрытия (с поперечным расположением ригелей).
2 Сбор нагрузок на плиту перекрытия
2.1Назначение опалубочных размеров плиты
2.2Определение нагрузок и расчетных усилий
2.3Характеристики прочности бетона и арматуры
3 Расчет плиты перекрытия по предельным состояниям первой группы – по прочности
3.1Расчет продольного ребра на действие изгибающего момента
3.2Расчет продольного ребра на действие поперечной силы
3.3Расчет полки плиты на местный изгиб
3.4Расчет плиты на действие изгибающего момента, возникающего при подъеме и монтаже
3.5Конструирование плиты
4 Расчет колонны и ее элементов
4.1Расчетно-конструктивная схема
4.2Сбор нагрузок на колонны с покрытия и перекрытий
4.3Расчет колонны
4.4Конструирование колонны
6
5 Проектирование фундаментов
5.1Определение нагрузок
5.2Расчет основания
5.3Расчет тела фундамента
5.4Конструирование фундаментов Список литературы
Кроме расчетов пояснительная записка должна иметь поясняющие
чертежи и расчетные схемы.
В графической части работы выполняются чертежи для сборного перекрытия здания. На листе должны быть размещены: опалубочный и ар- матурно-опалубочный чертеж плиты, чертежи арматурных изделий, закладных деталей, спецификация арматуры и ведомость расхода стали.
1 КОМПОНОВКА ЭЛЕМЕНТОВ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
Балочные сборные перекрытия представляют собой систему балок (ригелей), расположенных в одном (продольном или поперечном) или в двух направлениях, и опирающихся на них плит перекрытий.
Балки опираются на колонны. Так как проектируется здание с неполным каркасом, то балки в крайних пролетах одним концом опираются на промежуточные колонны каркаса, другим – на наружные несущие стены.
Компоновка перекрытия заключается в выборе типа балок, их направления и пролета, назначении шага колонн, выборе типа и ширины плит.
Для перекрытий многоэтажных производственных зданий применя-
ются унифицированные сетки колонн 6 6 м и 6 9 м. В расчетнографической работе шаг колонн принимается равным 6 м, а пролеты балок (ригелей) могут отличаться от унифицированных, но они должны быть приняты кратными модулю 100 мм.
Ригели перекрытия проектируются неразрезными, но изготавливаются и монтируются из однопролетных сборных элементов. Неразрезность обеспечивается за счет сварки выпусков арматуры, закладных и накладных деталей и омоноличивания стыков сопрягаемых элементов.
Поперечное сечение ригеля зависит от способа опирания на него плит перекрытия. При укладке плит поверху ригелей их сечение принимается тавровым с полкой в сжатой зоне или прямоугольным (рисунок 1.1). При опирании плит в пределах высоты ригеля сечение прини-
7
мается тавровым с полкой в средней или растянутой зоне, что позволяет уменьшить строительную высоту перекрытия (рисунок 1.2).
Рисунок 1.1 – Перекрытие с ригелем |
Рисунок 1.2 – Перекрытие с ригелем |
прямоугольного сечения |
таврового сечения |
В расчетно-графической работе принимается вариант компоновки перекрытия с поперечным расположением ригелей и изображается его схема в пояснительной записке.
Привязка колонн к разбивочным осям здания – "осевая". Привязка наружных стен к разбивочным осям следующая: при опирании плит перекрытий на стены – 130 мм стены внутрь здания, остальная часть наружу; при опирании ригелей – внутрь здания 250 мм стены.
При раскладке плит необходимо учитывать, что при опирании плит на прямоугольный ригель колонны препятствуют свободной раскладке, поэтому в местах их расположения устанавливают специальные плиты, имеющие вырез, или устраивают монолитные участки шириной, равной поперечному размеру колонны. Если между крайней плитой и стеной образуются зазоры, то их замоноличивают.
На рисунках 1.3 и 1.4 приведены примеры компоновочной схемы перекрытия с поперечным расположением ригелей (тип перекрытия 1 – опирание плит на прямоугольный ригель, тип перекрытия 2 – опирание плит на полки ригеля).
8
Рисунок 1.3 – Схема компоновки плит междуэтажного перекрытия при типе 1 с поперечным расположением ригелей
Рисунок 1.4 – Схема компоновки плит междуэтажного перекрытия при типе 2 с поперечным расположением ригелей
10