РГР ЗБК ЖБК

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Київський національний університет будівництва і архітектури

Кафедра залізобетонних і кам’яних конструкцій

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсового проекту

з дисципліни: «Конструкції будівель і споруд»

Виконав:

Руденко О.Р.

Перевірив:

Доброхлоп М.І.

Київ – 2023

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ Кафедра залізобетонних та кам'яних конструкцій

ЗАВДАННЯ

на виконання курсової роботи з дисципліни «Конструкції будівель і споруд» для студентів, які навчаються

за спеціальністю 191 «Архітектура та містобудування»

"Затверджено на засіданні кафедри залізобетонних та кам'яних конструкцій, протокол №2 від15.09.2022р з

Студент Руденко О.Р. _______________________ групи 44-Б Термін виконання з ___________________________ по

1. ЗМІСТ ТА ОБСЯГ РОБОТИ

1.2. Розробити конструктивні схеми монолітного (два варіанти) та збірного перекриття.

1.3. Розробити варіанти перекриттів (монолітний та збірний), затвердити у керівника проектування перед початком розрахунків.

1.4. Розрахувати та законструювати елементи монолітного та збірного перекриття.

1.5. Розрахунки оформити у вигляді пояснювальної записки (формат А4), а креслення на аркуші формату А2. Розрахунки конструкцій та креслення виконати у відповідності до вимог ДБН Б.2.6-98:2009, ДСТУ Б В.2.6-156:2010 та інших нормативних документів.

2. ДАНІ ДЛЯ ПРОЕКТУВАННЯ Характеристики будівлі Вихідні дані

^{2.1. Район будівництва: м. Запоріжжя.} Київ, Одеса, Дніпропетровськ, Миколаїв, Харків, Запоріжжя, Сімферополь, Чернігів, Суми.

2.2. Клас наслідків та категорії відповідальності конструкцій

2.3. Розміри будівлі в плані 24Х41 2.4. Кількість поверхів: 3 Висота поверхів, м 3,3 2.5. Змінне навантаження п при у/=1, кПа _9,0; 2.6. Підлога Плиткова

3. ТИПИ КОНСТРУКЦІЇ ТА МАТЕРІАЛИ Монолітний варіант Збірний варіант

Клас бетону: С25/30

1. Монолітна плита армована:

б) в'язаними сітками, арматура класу: А300С

2. Монолітна другорядна балка армована: а) зварними каркасами арматура класу: А500С

3. Монолітна колона першого поверху армована:

а) зварними каркасами арматура клас)': А240

Консультант: Доброхлоп Микола Іванович.

2

1. ПРОЕКТУВАННЯ МОНОЛІТНОГО ПЕРЕКРИТТЯ A. Конструктивна схема перекриття

Для визначення кількості прольотів балок приймають їх приблизну характерну довжину прольоту 6,0 м.

Кількість прольотів головної балки:

₆ ²⁴ 4 ⇒ 4 шт.

Проліт головної балки розділений допоміжними балками на 4 ділянки. З огляду на це, знаходимо: 3х4=12 кроків другорядної балки.

Крайні прольоти всіх елементів ребристого перекриття потрібно робити на 10...20% меншими від середніх, щоб вирівняти значення зусиль (згинальних моментів) в усіх прольотах.

2 ∙ 0,8𝑙 10 ∙ 𝑙 11,6 ∙ 𝑙 24,0 м.

В даному варіанті для збереження різниці прольотів 10...20% необхідно прийняти середні прольоти плити 𝑙 2,050 м.

Крайні прольоти плити:

_𝑙 𝐿 10 ∙ 𝑙 24 10 ∙ 2,050 _1,750м.

Перевіряємо різницю між прийнятими розмірами, які повинні бути в межах 10...20%.

^𝑙 _𝑙 ^𝑙 ∙ 100% ^{2,050 1,750} ∙ 100% 14,63% Відповідні прольоти головних балок(𝑙 крайній,𝑙 середній):

𝑙 𝑙 2 ∙ 𝑙 1,750 2 ∙ 2,050 5,850 м. 𝑙 3 ∙ 𝑙 3 ∙ 2,050 6,150м.

Кількість прольотів другорядної балки:

₆ ⁴¹ 6,83м ⇒ 6,0 шт.

Крайні прольоти всіх елементів ребристого перекриття потрібно робити на 10...20% меншими від середніх, щоб вирівняти значення зусиль (згинальних моментів) в усіх прольотах.

2 ∙ 0,85𝑙 4 ∙ 𝑙 5,7 ∙ 𝑙 41,0 м. Приймаємо довжину середніх прольотів 𝑙 7,000 м

3

Крайні прольоти другорядної балки:

_𝑙 𝐿 4 ∙ 𝑙 41 4 ∙ 7,0 _{6,500 м.}

Перевіряємо різницю між прийнятими розмірами, які повинні бути в межах 10...20%.

^𝑙 _𝑙 ^𝑙 ∙ 100% ^{7,000 6,500} ∙ 100% 7,2%

1 1 1 1 1 1

Попереднє визначення розмірів перерізів елементів монолітного перекриття Висоту головної балки та ширину рекомендується приймати:

ℎ_Г.Б …₁₂ 𝑙_Г.Б …₁₂ 𝑙 …₁₂ ∙ 6150 768,75…512,5 650мм

1 1 1 1

2

𝑏_{Г.Б 2}…₃ ℎ_Г.Б …₃ ∙ 650 325…216,6 250мм Визначаємо висоту і ширину другорядної балки:

1 1 1 1 1 1

ℎ_Д.Б …₂₀ 𝑙_Д.Б …₂₀ 𝑙 …₂₀ ∙ 7000 584…350 450мм

1 1 1 1

2

𝑏_Д.Б …₃ ℎ_{Д.Б 2}…₃ ∙ 450 225…150 200мм Товщину плити попередньо призначаємо:

1 1 1 1

40

ℎ_{ПЛ 40}…₂₅ 𝑙 …₂₅ ∙ 2050 51,25…82мм Приймаємо ℎ_ПЛ 60мм

Визначення необхідного об’єму бетону на перекриття:

^П

𝑉 _Л 𝐿 ∙ 𝐿 ∙ ℎ_ПЛ 24 ∙ 41 ∙ 0,06 59,1 м

Визначення необхідного об’єму бетону другорядної балки:

^𝑉

_Д.Б 𝑛 ∙ 𝐿 ∙ ℎ_Д.Б ℎ_ПЛ 𝑏_Д.Б 11 ∙ 41 ∙ 0,45 0,06 ∙ 0,2 35,2 м

Визначення необхідного об’єму бетону головної балки:

^𝑉

_Г.Б 𝑛 ∙ 𝐿 ∙ ℎ_Г.Б ℎ_ПЛ 𝑏_Д.Б 5 ∙ 24 ∙ 0,65 0,06 ∙ 0,25 17,7 м

де n ‐ кількість одиниць відповідного елементу. Загальний об’єм бетону:

^𝑉

Д Г

𝑉 _ПЛ 𝑉 _.Б 𝑉 _.Б 59,1 35,2 17,7 112 м

4

Рис. 1 Конструктивна схема перекриття з поперечним розташуванням головних балок

Варіант №2 – головні балки вздовж будівлі

Головні балки розташовані вздовж будівлі, другорядні ‐ впоперек.

Для визначення кількості прольотів балок приймають їх приблизну характерну довжину прольоту 6,0 м.

Кількість прольотів головної балки:

₆ ⁴¹ ⇒ 6 шт.

З огляду на це, знаходимо: 6∙ 3 18 кроків другорядної балки.

Для вирівнювання моментів в крайніх прольотах плитної частини приймають їх довжину на 10…20% меншою:

2 ∙ 0,8𝑙 16 ∙ 𝑙 17,6 ∙ 𝑙 41 м. Приймаємо середні прольоти плити 𝑙 2,300 м.

Крайні прольоти плити:

_𝑙 𝐿 16 ∙ 𝑙 41 16 ∙ 2,300 _{2,100 м.}

Перевіряємо різницю між прийнятими розмірами, які повинні бути в межах 10...20%.

^𝑙 _𝑙 ^𝑙 ∙ 100% ^{2,300 2,100} ∙ 100% 8,7 % Відповідні прольоти головних балок(𝑙 крайній,𝑙 середній):

𝑙 𝑙 2 ∙ 𝑙 2,100 2 ∙ 2,300 6,700 м. 𝑙 3 ∙ 𝑙 3 ∙ 2,30 6,900м.

Кількість прольотів другорядної балки:

₆ ²⁴ 4 шт.

Визначаємо довжину середніх прольотів, виходячи з того, що крайні прольоти повинні бути на 10…20% менше, ніж середні.

2 ∙ 0,9𝑙 2 ∙ 𝑙 3,8 ∙ 𝑙 24м. Приймаємо довжину середніх прольотів 𝑙 6,300 м. Крайні прольоти другорядної балки:

𝑙 ^{𝐿 2 ∙ 𝑙 24 2 ∙ 6,300} 5,700 м.

Перевіряємо різницю між прийнятими розмірами, які повинні бути в межах 10...20%.

^𝑙 _𝑙 ^𝑙 ∙ 100% ^{6,300 5,700} ∙ 100% 9,5%

1 1 1 1 1 1

Попереднє визначення розмірів перерізів елементів монолітного перекриття Висоту головної балки та ширину рекомендується приймати:

8

ℎ_{Г.Б 8}…₁₂ 𝑙_Г.Б …₁₂ 𝑙 ₈…₁₂ ∙ 6900 863…575 700мм

1 1 1 1

2

𝑏_{Г.Б 2}…₃ ℎ_Г.Б …₃ ∙ 700 350…233,3 300мм Визначаємо висоту і ширину другорядної балки:

1 1 1 1 1 1

ℎ_Д.Б …₂₀ 𝑙_Д.Б …₂₀ 𝑙 …₂₀ ∙ 6300 525…315 400мм

1 1 1 1

2

𝑏_Д.Б …₃ ℎ_{Д.Б 2}…₃ ∙ 400 133…200 200мм Товщину плити попередньо призначаємо:

1 1 1 1

40

ℎ_{ПЛ 40}…₂₅ 𝑙 …₂₅ ∙ 2300 57,5…92 мм Приймаємо ℎ_ПЛ 80 мм

Визначення необхідного об’єму бетону на перекриття:

^𝑉

_ПЛ 𝐿 ∙ 𝐿 ∙ ℎ_ПЛ 24 ∙ 41 ∙ 0,08 78,72 м

Визначення необхідного об’єму бетону другорядної балки:

^𝑉

_Д.Б 𝑛 ∙ 𝐿 ∙ ℎ_Д.Б ℎ_ПЛ 𝑏_Д.Б 17 ∙ 24 ∙ 0,4 0,08 ∙ 0,2 26,2 м

Визначення необхідного об’єму бетону головної балки:

^𝑉

_Г.Б 𝑛 ∙ 𝐿 ∙ ℎ_Г.Б ℎ_ПЛ 𝑏_Д.Б 3 ∙ 41 ∙ 0,7 0,08 ∙ 0,30 22,9 м

де n ‐ кількість одиниць відповідного елементу. Загальний об’єм бетону:

^𝑉

Д Г

𝑉 _ПЛ 𝑉 _.Б 𝑉 _.Б 78,72 26,2 22,9 127,82 м

Для подальшого розрахунку приймаємо схему за варіантом №1 (головні балки впоперек будівлі).

7

Рис. 2 Конструктивна схема перекриття з поздовжнім розташуванням головних балок

B. Розрахунок і конструювання монолітної плити перекриття

Рис. 3 Визначення розрахункових прольотів плити

Крайній розрахунковий проліт плити визначаємо з урахуванням довжини обпирання плити на стіну с=120мм і трикутної епюри тиску на стіну:

𝑙 𝑙 𝑎 ^{𝑏ДБ с} 1750 200 ^{200 120} 1490мм

Середній розрахунковий проліт визначаємо, як відстань між ребрами другорядних балок:

𝑙 𝑙 𝑏_ДБ 2050 200 1850мм

Збір навантажень:

Збір навантаження на 1 м² монолітної залізобетонної плити перекриття

Навантаження

Постійне:

Характери‐ cтичне зна‐ чення на‐ вантаження, кН/м²,

_gk

Коефіцієнт Експлуата‐ Коефіцієнт

надійності за ційне роз‐ надійності за Граничне експлуа‐ рахункове гранич‐ним розрахункове таційним значення розрахунк‐ значення

_розрахунк‐овим наванта‐ овим наван‐ наванта‐ження, наванта‐ ження, кН/м², таженням, кН/м², g_m

_женням, _fе g_e _fm

Вага підлоги(плиткова) 1,4

Панель перекриття (60мм) 1,5

Разом постійного навантаження g_k = 2,9

Разом постійне навантаження з врахуванням коеф. надійності за відповідальністю _ne =0,975 та _nm =1,0

Змінне:

Корисне 9,0

Разом змінного навантаження з врахуванням коеф. надійності за відповідальністю _ne =0,975 та _nm =1,0

Всього, q

1,0 1,4 1,1

1,0 1,5 1,1

g_e =2,9

g_e_ne = 2,83

1 9,0 1,2

8,775

11,61

1,54

1,65

g_m =3,2

g_m_nm =

=3,2

10,8

10,8

14,0

10

Згинальні моменти в крайньому прольоті(враховується смуга плити шириною 1м):

_𝑀 𝑞 ∙ 𝑙 14,0 ∙ 1,49 _{2,83 кНм}

У середніх прольотах і на проміжних опорах:

_{𝑀 𝑀} 𝑞 ∙ 𝑙 14,0 ∙ 1,85 _{3,0 кНм}

На проміжній опорі В при роздільному армуванні зварними плоскими сітками з поперечною робочою арматурою і в’язаними сітками без відгинів, згинальний момент дорівнює:

_𝑀В 𝑞 ∙ 𝑙 14,0 ∙ 1,85 _{3,42 кНм}

Рис. 4 Розрахункова схема і епюри згинальних моментів у плиті

11

C. Вихідні данні для проектування

Основні характеристики матеріалів для проектування визначаємо згідно завдання:

Клас бетону С25/30 з характеристиками:

𝑓 17,0 МПа; 𝑓 _, 30 МПа; 𝑓 2,6 МПа; 𝜀 _, 3,0

Клас арматури А300С

𝑓 300МПа; 𝑓 280 МПа; 𝜀 1,35

3,0

,

Визначаємо граничну відносну висоту стиснутої зони бетону: ^𝜉 𝜀 𝜀 𝜀 3,0 1,35 ^0,689

D. Уточнення ефективної товщини плити

Уточнюємо попередньо прийняту товщину плити по найбільшому згинальному моменту. Для цього визначаємо мінімальну ефективну робочу висоту d поперечного перерізу плити:

^𝑑 𝛼 _, ∙ 𝑓 ∙ 𝑏 0,1 ∙ 17,0 ∙ 1000 ^{44,85 мм}

𝛼 _, 0,8 ∙ 𝜉 1 0,4 ∙ 𝜉 0,077…0,113 0,1,𝜉 0,1…0,15 ‐для плоских плит

Тоді мінімальна висота плити:

ℎ 𝑑 𝑎 44,85 15 59,85 мм,

де 𝑎 15мм – мінімальна відстань від центру мас перерізу арматури до кромки плити. Остаточно приймаємо h 60 мм.

12

E. Розрахунок необхідної площі арматури для плити

Рис. 5 Схема розташування поздовжнього армування

Попередня робоча висота поперечного перерізу плити:

𝑑 ℎ 𝑎 60 15 45 мм,

Де попередньо припускаємо a=15мм

Визначаємо площі поперечного перерізу робочої арматури для кожного характерного перерізу плити:

Переріз I‐I, площа армування 𝐴 :

𝛼

𝑀 2,83 ∙ 10

𝑓 ∙ 𝑏 ∙ 𝑑 17 ∙ 1000 ∙ 45

Визначаємо:

𝜁 0,956 0,95 ⟶ 𝜁 0,95,𝜉 0,11

Перевіряємо варіант руйнування перетину з умови:

𝜉 0,11 𝜉 0,689

Отже, руйнування перетину починається з розтягнутої арматури. Плече пари сил в перерізі:

𝑧 𝜁 ∙ 𝑑 0,95 ∙ 45 42,75 мм

Тоді встановлюємо необхідну площу поперечного перерізу робочої арматури:

𝐴

𝑀 2,83 ∙ 10

𝑓 ∙ 𝑧 280 ∙ 42,75

13

На опорі В, площа армування

𝛼

𝑀 3,42 ∙ 10

𝑓 ∙ 𝑏 ∙ 𝑑 17 ∙ 1000 ∙ 45

Визначаємо:

𝜁 0,948,𝜉 0,13

Перевіряємо варіант руйнування перетину з умови:

𝜉 0,13 𝜉 0,689

Отже, руйнування перетину починається з розтягнутої арматури. Плече пари сил в перерізі:

𝑧 𝜁 ∙ 𝑑 0,948 ∙ 45 42,66 мм

Тоді встановлюємо необхідну площу поперечного перерізу робочої арматури :

𝐴

𝑀 3,42 ∙ 10

𝑓 ∙ 𝑧 280 ∙ 42,66

Переріз II‐II та на опорі C, площа армування 𝐴 𝐴 . Враховано зниження розтягуючих зусиль внаслідок наявності розпору плити, обрамленої балками з 4‐х сторін.

𝛼

0,8𝑀 0,8 ∙ 3,0 ∙ 10

𝑓 ∙ 𝑏 ∙ 𝑑 17 ∙ 1000 ∙ 45

Визначаємо:

𝜁 0,964 0,95 ⟶ 𝜁 0,95,𝜉 0,09

Перевіряємо варіант руйнування перетину з умови:

𝜉 0,09 𝜉 0,689

Отже, руйнування перетину починається з розтягнутої арматури. Плече пари сил в перерізі:

𝑧 𝜁 ∙ 𝑑 0,95 ∙ 45 42,75 мм

Тоді встановлюємо необхідну площу поперечного перерізу робочої арматури:

𝐴

0,8 ∙ 𝑀 0,8 ∙ 3,0 ∙ 10

𝑓 ∙ 𝑧 280 ∙ 42,75

14

Конструювання плити

Метою конструювання плити є підбір робочої сітки за отриманими значеннями площі армування.

Відповідно до завдання армуємо плиту в’язаними сітками(окремими стрижнями).

Для зручності розрахуємо стрижні в осях А-Б/1-5

 крайній прольот

^Маємо 𝐴 236,4 мм

Приймаємо 7∅8 𝐴300𝐶 з кроком 150мм.𝐴^Ф 352мм

 середній прольот

^Маємо 𝐴 200,5 мм

Приймаємо 5∅8 𝐴300𝐶 з кроком 200мм.𝐴^Ф 251мм

 крайня опора

^Маємо 𝐴 0,33 ∙ 𝐴 78,1 мм

Приймаємо 3∅8 𝐴300𝐶 з кроком 350мм.𝐴^Ф 151мм