Методические указания к курсовому проекту №1 по ЖБКК

Рисунок 3. Сечение ребристой плиты.

В составе сборного перекрытия плиты образуют после замоноличивания швов жесткий горизонтальный диск, способный активно влиять на пространственную жесткость здания. Плиты, укладываемые по осям средних рядов колонн, выполняют роль распорок, передающих продольные нагрузки на систему связей, а также обеспечивающих продольную устойчивость рам при монтаже каркаса.

11

Вкомпоновку конструктивной схемы перекрытия входит:

−выбор сетки колонн,

−назначение количества пролетов,

−направления ригелей,

−типа и ширины плит.

Направление ригелей в плане перекрытия может быть продольным и поперечным. Ригели опираются на наружные стены и внутренние опоры – колонны. Величины пролетов ригелей должны находиться в пределах 5–9 м. Крайние и средние пролеты должны отличаться не более чем на 10 %.

По методическим соображениям размеры здания в плане и высота этажей при курсовом проектировании задаются отличными от унифицированных, но они должны приниматься кратными 100 мм.

При проектировании разрабатывается несколько вариантов конструктивной схемы перекрытия и выбирается наиболее экономичный. При этом количество типоразмеров элементов должно быть минимальным.

При компоновке перекрытия с применением пустотных плит между колоннами укладываются плиты - вставки шириной 400 мм.

При использовании ребристых плит между колоннами укладываются межколонные плиты, ширина которых может отличаться от ширины рядовых плит. У наружных стен допускается укладка доборных плит шириной 600–900 мм и/или устройство монолитных участков шириной до 60 мм.

12

Содержание курсового проекта

Проект состоит из расчетно-пояснительной записки, выполненной на бумаге формата А4, и графической части, состоящей из двух листов формата А1 либо 3-4 листов формата А2.

В курсовым проекте должно разработать комплексный проект железобетонных конструкций многоэтажного каркасного здания в следующих вариантах:

А: в сборном железобетоне (полный, либо неполный каркас) Б: в монолитном железобетоне (неполный каркас)

Вварианте А:

−Панели перекрытия (по прочности нормальных и наклонных сечений,

−По образованию и раскрытию трещин, по деформациям, на монтажные усилия);

−Сборного неразрезного ригеля с построением эпюры материалов (по прочности нормальных и наклонных сечений,

−Расчет колонны (на прочность, расчет консоли колонны).

Вварианте Б:

−Неразрезной плиты перекрытия (расчет по методу предельного равновесия, подбор продольной арматуры, проектирование сеток);

−Второстепенной балки с построением эпюры материалов (статический расчет, подбор продольной и поперечной арматуры, проектирование

каркасов, проверка анкеровки).

Определение внутренних усилий в элементах каркаса (колоннах и ригелях) предпочтительно выполнять с применением программных комплексов «RADUGA-BETA». (компьютерные аудитории №377 и №290).

13

1. Компоновке конструктивной схемы сборного перекрытия.

Цель занятия: Научиться выполнять компоновку конструктивной схемы перекрытия многоэтажного каркасного здания.

Компоновка конструктивной схемы перекрытия в зависимости от типа применяемых ригелей и панелей сводится к разбивке перекрытия на сборные панели и к установлению основных геометрических размеров панелей и ригелей.

При выполнении этой задачи должны быть учтены следующие условия:

−обеспечение пространственной жесткости здания;

−стремление к минимальному количеству типоразмеров панелей и ригелей перекрытия;

−укрупнение монтажных элементов.

Панель-распорка опирается на ригели перекрытия своими продольными ребрами. Для обеспечения монтажа панель-распорка в верхней плите имеет вырез по размерам сечения колонны. Ширина панели-распорки должна приниматься не менее 80см.

Шаг колонн в продольном направлении L1 рекомендуется принимать в пределах 5….6м, т.к. в курсовом проекте №1 проектируются конструкции без предварительного напряжения.

Основные габариты панели − номинальные ширину b и длину L1 (пролет) принимают по результатам компоновки перекрытия.

Конструктивные размеры будут меньше номинальных на величину монтажных зазоров (швов, заполняемых бетоном). Ширина швов назначается из условия обеспечения их качественного заполнения и должна составлять не менее 20мм для элементов высотой сечения до 250мм и не менее 30мм для элементов большей высоты. Конструктивная длина панели, как правило, меньше номинальной на 40мм.

14

Пример 1

Выполнить компоновку конструктивной схемы перекрытия четырехэтажного производственного здания с размерами в плане 24,8 х19,4 м. Наружные стены – кирпичные несущие. Нормативная переменная нагрузка на перекрытие qk 7 кПа.. Так как переменная

полезная нагрузка на перекрытие составляет 7 кПа, то допускается применение как ребристых, так и пустотных плит. Для выбора конструктивной схемы перекрытия следует рассмотреть несколько вариантов и выполнить их экономическое сравнение. Например, в одном из вариантов выбираем конструктивную схему перекрытия с поперечным расположением ригелей (рис. 1.4). Назначаем размеры пролетов ригелей: 6500, 6400 и 6500 мм. В продольном направлении здание разбивается на четыре пролета: 6100, 6300, 6300 и 6100 мм.

Рис.1.1 Раскладка в плане перекрытия сборных плит (1-й вариант)

15

Компоновка с использованием пустотных плит

(рис. 1.1)

С учетом уложенных плит-вставок в среднем пролете здания промежуток между плитами-вставками в свету составляет

6400 2 4002 6000мм

что позволяет применить четыре плиты шириной 1500 мм или пять плит шириной 1200 мм. В крайних пролетах промежуток между наружной стеной и плитой-вставкой составляет

6500 4002 6300мм

и возможно применение выше указанных размеров плит. Остающийся у стен зазор ширина 300мм заполняется монолитным железобетоном. Допускается устройство монолитных участков шириной до 600мм.

16

2. Расчет и конструирование сборных железобетонных плит перекрытия.

Цель занятия: Научиться рассчитывать и конструировать многопустотные и ребристые плиты перекрытия.

За расчетную схему плиты принимается однопролетная статически определимая балка с расчетным пролетом leff (см. рис 2.1), загруженная линейно-распределенными временными и постоянными нагрузками. Расчетный пролет плиты (панели) leff принимается равным расстоянию между осями опор (линиями действия опорных реакций). Определение расчетных пролетов плит перекрытий, см. рис. 4.

Для установления leff предварительно задаемся размерами сечения ригеля: высота hриг принимается в пределах 1/12 − 1/14 номинального пролета ригеля b1; ширина сечения ригеля bриг. принимается порядка 0,2 hриг − 0,4 hриг. Размеры сечений назначать с учетом конструктивных требований (по размещению арматуры в сечении, обеспечению минимальных площадок опирания и т.п.).

Рис. 2.1. Расчетная схема плиты, эпюры моментов и поперечных сил

17

Рис. 2.2 Определение расчетных пролетов плит при различном решении опирания (на ригели полками внизу, полками вверху, на ригели прямоугольного сечения, на

кирпичную стену и ригель): с - величина зазора; а - размер полки ригеля; b - ширина ригеля; p - привязка кирпичной стены; lном - номинальный размер (пролет);

leff - эффективный пролет; lc - конструктивный размер

18

2.1. Расчет многопустотной плиты (с поперечной арматурой по расчету)

Плиты перекрытий без предварительного напряжения многопустотные с круглыми пустотами. Исходя из компоновки конструктивной схемы здания многопустотные плиты принимаются с номинальной шириной, равной 1250 мм. Условия эксплуатации Х0. Толщина пола 45мм. Временная нагрузка на перекрытие 8,5 кН/м2.

2.1 Общие данные

Согласно пункту табл. E.1N [1] для класса условий эксплуатации Х0 принимаем индикативный минимальный класс прочности бетона C12/15. Нормативное сопротивление бетона на осевое сжатие по табл. 3.1 [1]:

fck 12 МПа

Расчетное сопротивление бетона сжатию:

где : c 1,5 - коэффициент безопасности по бетону согласно табл. 2.1N [1].

Среднее значение прочности бетона при осевом растяжении по табл. 3.1 [1]:

fctm 1.6 МПа

Характеристическое значение предела прочности бетона при осевом растяжении:

fctk 1.1 МПа

Расчетное значение предела прочности бетона при осевом растяжении:

Модуль упругости бетона:

Ecm 27000 МПа

19

Для армирования плиты принимаем продольную арматуру S500. Определим расчетные характеристики для арматуры S500

Нормативное сопротивление арматуры растяжению: f yk 500 МПа Расчетное сопротивление арматуры растяжению составит:

где: s 1,15 - частный коэффициент для арматуры, согласно табл. 2.1N [1].

Нормативное сопротивление поперечной арматуры растяжению:

f ywk 240 МПа

Расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению составит:

0,8 согласно примечанию п.6.2.3 [1]. Модуль упругости арматуры:

Es 2 105 МПа

Номинальная толщина защитного слоя составляет (п. 4.4.1.2 [1]):

cnom cmin cdev

где: cdev 10мм допустимое отклонение (п. 4.4.1.3(1) [1]). Минимальный защитный слой бетона (согласно п. 4.4.1.2 [1]):

cmin max {cmin,b ; cmin,dur cdur, cdur ,st cdur,add ; 10мм}

cmin,b минимальная толщина из условия сцепления (п. 4.4.1.2 (3) [1]), в нашем случае принимается не менее диаметра арматуры. Предварительно принимаем диаметр рабочей арматуры D 14 мм (cmin.b D 14 мм) ;

20