РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МОНОЛИТНЫХ

Р24

Ав то р ы :

У

Т. М. Пецольд, д-р техн. наук, профессор ;

Н. А. Рак, канд. техн. наук, доцент ;

И. В. Смех, канд. техн. наук, доцент ;

В. И. Смех

Н

Р еце нз е нт ы :

Т

О. Н. Лешкевич, канд. техн. наук,

Б

зам. директора по научной работе РУП «Институт ел

ИИС» ;

А. Н. Жабинский, канд. техн. наук, доцент,

зав. кафедрой «Металлические и деревянные конструкции» БНТУ

й

и

пр

го

Расчет и конструи

вание монолитных железобетонных кон-

т

Р24 струкций

многоэ ажн

изводственного здания : учебно-

методи-ческое пос бие по вып лнению курсового проекта по дис-

и

циплине «Железобе онные и каменные конструкции» для студентов

з

специальности 1-70 02 01 «Промышленное и гражданское строитель-

ство» / Т. М. Пецольд [ др.]. – Минск : БНТУ, 2012. – 126 с.

Учебно

ISBN 978-985-525-919-1.

п

-мет дическое пособие содержит примеры расчета и конструирования

м н литных железобетонных конструкций в соответствии с программой курса для

е

курсового

роекта № 1. Приведены рекомендации по компоновке элементов моно-

Р

литного ерекрытия и даны необходимые ссылки на учебную или нормативную ли-

ISBN 978-985-525-919-1

© Белорусский национальный

технический университет, 2012

Особое внимание при выполнении курсового проекта необходи-

У

мо уделить изучению основных положений проектирования желе-

зобетонных конструкций, изложенных в действующих нормах

СНБ 5.03.01–2002 «Бетонные и железобетонные конструкции». Для

СНБ

удобства пользования пособием отдельные пункты

внесены в

ту часть информации, которая необходима на данном этапе работы

над курсовым проектом.

Т

Для представления общей картины основных этапов расчета со-

ставлены структуры алгоритмов. Структура расчета – это набор за-

какой

ключенных в рамки указаний или формул, соединенных между со-

бой стрелками, что значительно облегчает Брешение задачи. Для

обычных арифметических операц й по

-либо формуле или

р

указанию, требующему однозначного ответа, использованы блоки

прямоугольной формы. Для опе ац й, требующих логического ре-

разбо

шения с последующим их

оми, включены блоки в виде ромба.

По методическим со бражениям в примерах расчета приводятся

т

только типичные вычисления или наиболее трудные для понимания

расчетами

разделы расчета. Во многих случаях приведены только структуры

расчета и выполнен прак ической части должно осуществляться

з

студентом самостоятельно.

о

Параллельно с

приводятся данные по конструирова-

нию желез бет нных конструкций [1, 7]. Рекомендуется применять

единицы физических величин:

е

– ри расчете сечений – Н, мм, Н/мм, Н/мм2, Н/м2 (Па);

– ри расчете конструкций и их элементов – кН, м, кН/м, кПа.

Н обходимоппомнить, что 1 МПа = 1 Н/мм2

и 1 кН/м = 1 Н/мм.

Сод ржание задания. Исходным документом, на основании ко-

торого выполняется курсовой проект, является задание, которое

выдается руководителем проекта и утверждается заведующим ка-

Рфедрой. В задании устанавливаются тип здания, основные его раз-

кальных нагрузок. Горизонтальные нагрузки

передаются через

У

жесткие в своей плоскости монолитные железобетонные диски пе-

рекрытий на лестничные клетки и лифтовые шахты, поперечные и

продольные стены и колонны, что обеспечивает пространственную

Н

жесткость здания в целом. Жесткая конструктивная схема здания

обеспечивается соответствующими расстояниями между элемента-

ми жесткости (стены, лестничные клетки и т. д.).

Т

Так как разница между погонными жесткостями балок и колонн

значительна, а балки шарнирно опираются на крайние опоры (сте-

й

ны), то расчет рамы здания на вертикальные нагрузки допускается

заменять более простым расчетом, рассматриваяБотдельные элемен-

сетки

ты: балки по неразрезной схеме

колонны как сжатые элементы со

р

случайными эксцентриситетами.

В настоящее время для многоэтажных промышленных зданий

го

применяются унифицированные

колонн и высоты этажей.

Размеры здания, выполненн

в монолитном железобетоне, могут

т

отклоняться от унифицир ванных вследствие ряда обстоятельств:

и

размещения оборудования, не вмещающегося в стандартную сетку

колонн, различных реконс рукций предприятий и т.д.

з

Учебно-метод ческое пособие пo курсовому проекту № 1 состо-

о

ит из трех частей:

рекрытия мн г этажного производственного здания (плиты и вто-

росте

енной балки).

2.

Расч т и конструирование колонны.

3.

пРасч т и конструирование фундамента.

1. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ ПЕРЕКРЫТИЯ

РДля многоэтажных производственных зданий принимаются

унифицированные расстояния между колоннами, кратные модулю

3000

мм и равные 6, 9 и 12 м, и унифицированные высоты этажей,

пролетами или пролетами, не отличающимися более чем на 20 %

для плит и не более чем на 10 % для балок. Обычно крайние проле-

У

ты плиты, второстепенных и главных балок выполняют меньшего

размера, чем средние пролеты. В этом случае изгибающиеТмоменты

и поперечные силы в крайних пролетах приближаются по величине

к расчетным усилиям в средних пролетах.

Н

Задание предусматривает разработку нескольких вариантов кон-

структивных

схем перекрытий

и

сравнениеБих

технико-

экономических показателей.

Железобетонные ребристые

я могут быть с балочными

й

плитами и плитами, опертыми по контуру. Балочные плиты имеют

отношение длинной стор ны к к

иl

3 , а плиты,

опертые

откой

1

l2

перекрыт

l1

по контуру –

l2

3 . В п с бии даны основные принципы проек-

о

тирования ребр стых перекры ий с балочными плитами.

т

В многопролетных зданиях ребристые перекрытия с балочными

плитами представляют собой конструкцию, состоящую из главных

и

и второстепенных балок, расположенных по взаимно перпендику-

з

лярным на равлениям, и плиты, монолитно связанной с балками в

одно целое. Второстепенные балки служат опорами плиты, главные

о

балки – о орами второстепенных балок и плиты, а стены и колонны –

п

опорами главных балок. На стену также опираются второстепенные

балки и плита (см. рис. 1.2 и 1.3).

е

асположение главных балок по продольному или поперечному

направлениям здания принимается в зависимости от архитектур-

Р

щением внутрь стены на 200 мм. Указанные в задании размеры зда-

У

ния в плане следует рассматривать как размеры между крайними

осями с нулевой привязкой.

При равномерно распределенной нагрузке и отсутствии отвер-

Н

стий в перекрытии рекомендуется назначать равнопролетные плиты

Добавление нескольких второстепенных балок меньше сказыва-

й

ется на общем расходе бетона на перекрытие, чем увеличение тол-

щины плиты. Исходя из этих соображений, пролетБплиты выбира-

ют, как правило, в пределах 1,7–2,7 м.

р

Толщина монолитной плиты должна быть оптимальной, при ко-

L, м

У

qn,

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

Т

кПа

3,5

4,0

Н

4,5

5,0

70–80

Б

6,0

90–100

7,0

80–90

8,0

й

9,0

100–120

10,0

и

11,0

12,0

р

13,0

о

Рекомендуемые пролеты элементов перекрытия и размеры их

т

поперечных сечений приведены в табл. 1.2.

и

Таблица 1.2

з

о

Рекомендуемые размеры (близкие к оптимальным)

п

элементов перекрытия

Наименование

Пролет, м

Размеры сечения элемента

эл нта

Высота

Ширина

Р

Плита

1,7–2,7

70–100 мм

1000 мм (условно)

Второстепенная

lВБ

5

7

hВБ

1

...

1

lВБ

bВБ

0,3...0,5

hВБ

балка

12

20

Главная балка

lГБ

6

9

hГБ

1

...

1

lГБ

bГБ

0,3...0,5

hГБ

8

15

Разработать конструктивную схему перекрытия при следующих

исходных данных: размеры здания в плане 24,6

31 м; высота этажа

4,5 м; наружные стены – кирпичные несущие;

нормативная полез-

ная нагрузка на перекрытие qk = 10 кПа.

У

Т

Н

Б

й

и

р

о

Рис. 1.1. Разме ы здания в плане

т

з

Вариант 1

На основании требован й и рекомендаций принимаем:

– четыре пролета главных балок с размерами: 6,0; 6,3; 6,3; 6,0 м;

– шесть пр летив второстепенных балок с размерами 5,1 и 5,2 м.

п

Исходя из эт го ширина ячеек плиты (шаг второстепенных балок)

принимается равн й 1,8 и 2,1 м, что удовлетворяет требованиям

е

о

табл. 1.2.

Р

LВБ = 5–7 м = 5,1; 5,2 м;

LВБ = 2 % < 10 %;

LГБ

= 6–9 м = 6,0; 6,3 м;

LГБ = 5 % < 10 %;

l1 = 1,6–3,4 м = 1,8 м;

l2 = 1,6–2,4 м = 2,1 м;

LВБ

5200

2, 48 3

плита оперта по контуру.

l1

2100

У

Т

Н

Б

р

й

норма

Рис. 1.2. Конструктивная схемаипе екрытия – вариант 1

т

Принимаем следующие размеры несущих конструкций:

при

– толщина плиты

ивной нагрузке 10 кПа – hПЛ 80 мм;

з

– высота главной балки hГБ

0,6 м;

– ширина главной балки bГБ

0,3 м;

о

– выс та вт р степенной балки hВБ

0,35 м;

п

– ширина вт р степенной балки bВБ

0,18 м;

– о еречн е сечение колонны 400

400 мм.

е

Вариант 2

На основании требований и рекомендаций принимаем:

– четыре пролета главных балок с размерами: 6,0; 6,3; 6,3; 6,0 м;

– пять пролетов второстепенных балок с размерами 6,2 м.

РИсходя из этого ширина ячеек плиты принимается равной 1,8 и

2,1 м, что удовлетворяет требованиям табл. 1.2.

LВБ = 5–7 м = 6,2 м;

LВБ = 0 % < 10 %;