КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Железобетонные конструкции»

Выполнил:.

Шифр

Группа:

Факультет транспорта и строительства

Проверил:

СОДЕРЖАНИЕ

1 Общие указания и задание 3

2 Расчеты и конструирование. 9

2.1 Монолитное железобетонное перекрытие. 9

2.1.1 Компоновка перекрытия. 9

2.1.2 Расчет и конструирование плиты. 11

2.1.3 Расчет и конструирование второстепенной балки 13

2.2 Сборные железобетонные конструкции. 19

2.2.1 Компоновка перекрытия. 19

2.2.2 Расчет панели перекрытия. 20

2.2.3 Расчет и конструирование ригеля 23

2.2.4 Расчет и конструирование колонны 27

2.2.5 Расчет и конструирование фундамента колонны 30

2.3 Расчет простенка первого этажа 32

3 Графическая часть курсового проекта № 1 33

4 Оформление курсового проекта № 1 35

Литература 36

Приложение А

Целью выполнения курсового проекта является овладение основами расчета и проектирования железобетонных конструкций, изучение метода расчета сечений железобетонных конструкций по предельным состояниям (несущей способности, деформациям, образованию и раскрытию трещин).

Задание

Выполнить рабочий проект несущих конструкций многоэтажного гражданского здания с полным каркасом, включающий расчет и конструирование следующих конструкций:

- сборной панели перекрытия с напрягаемой арматурой;

- сборной колонны первого этажа;

- однопролетного ригеля.

Исходные данные для выполнения проекта:

1. Размер здания в плане L1 x L2 = 16,2 x 76 м.

2. Сетка колонн l1 x l2 = 5,4 x 7,6 м.

3. Число этажей n = 4.

4. Временная нагрузка на междуэтажное перекрытие P = 4 кН/м2.

5. Высота этажа H = 3,2 м.

6. Район строительства - г. Москва.

7. Марки материалов для железобетонных элементов с напрягаемой арматурой(плита): бетон класса В30, напрягаемая арматура из стали класса A-VI, ненапрягаемая арматура из стали класса AIII.

8. Марки материалов для железобетонных элементов с ненапрягаемой арматурой (колонна): бетон класса В15, ненапрягаемая арматура из стали класса АIII.

Рисунок 1- Схема расположения конструктивных элементов здания

Рисунок 2 - Разрез здания

2 Расчет и конструирование многопустотной предварительно напряженной плиты перекрытия при временной нагрузке 4,2 кН/м2

2.1 Исходные данные

Таблица 1 - Нагрузки на 1 м2 перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
1	2	3	4
Линолеум на мастике Цементно-песчаная стяжка =20 мм, =1800 кг/м3 Многопустотная плита перекрытия с омоноличиванием швов =220 мм	0,070 3,4	1,3 1,3 1,1	0,091 0,468 3,74
Постоянная нагрузка g	3,83	-	4,3
Временная нагрузка , в том числе: кратковременная длительная	4 2,8 1,2	1,3 1,3 1,3	5,2 3,64 1,56
Полная нагрузка	7,83	-	9,5

Нагрузка на 1 п.м. длины плиты при номинальной её ширине 1.0 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания (II класс ответственности) :

• расчетная постоянная кН/м;

• расчетная полная кН/м;

• нормативная постоянная кН/м;

• нормативная полная кН/м;

• нормативная постоянная и длительная кН/м.

Расчетные характеристики материалов для плиты:

Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В30. МПа, МПа (таблица А.1); МПа, МПа (таблица А.2); коэффициент условий работы бетона (табл. 15[1]). Плита подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении. Начальный модуль упругости Мпа (таблица А.3).

К трещиностойкости плиты предъявляются требования 3-ей категории. Технология изготовления плиты – агрегатно-поточная. Натяжение напрягаемой арматуры осуществляется электротермическим способом.

Арматура:

• продольная напрягаемая класса A-VI. МПа, МПа, МПа (таблица А.4).

• поперечная ненапрягаемая класса А-III, МПа, МПа, МПа (таблица А.4).

1.2 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

Определение внутренних усилий

Расчетный пролет плиты равен: м,

где 0,4м - ширина ригеля; 0,2м – площадка опирания плиты; 0,02м – конструктивный зазор между плитой и ригелем.

Поперечное конструктивное сечение плиты заменяется эквивалентным двутавровым сечением. Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной см. Размеры расчетного двутаврового сечения:

мм; мм; мм; мм; мм; b=96 – 0,9×15,9×5=24,45 см.

Рисунок 3 – Сечения плиты

Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка, загруженная равномерно-распределенной нагрузкой.

Усилия от расчетной полной нагрузки:

• изгибающий момент в середине пролета

кНм;

• поперечная сила на опорах кН.

Усилия от нормативной нагрузки:

• полной: кНм;

• постоянной и длительной: кНм.

(g+)

L₀=7290

М

М_MAX

Q_MAX

Q

Рисунок 4 - Расчетная схема плиты и эпюры усилий

Расчет по прочности сечения, нормального к продольной оси плиты

При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитываются).

При расчете принимается вся ширина верхней полки мм, так как:

мм см,

где конструктивный размер плиты.

Положение границы сжатой зоны определяется согласно (3.30) [1]:

;

59,79×106 ≤ 0,9×17,0×960×38,45×(190-0,5×38,45)=96,4×106 Н*мм

Следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке, и расчет плиты ведется как прямоугольного сечения с размерами и .

Коэффициент .

По прил. 5 методических указаний при αm=0,112 ξ=0,12 ς=0,94.

Граничная относительная высота сжатой зоны определяется по формуле (25) [1]:

, где

- характеристика сжатой зоны бетона, определяемая по формуле: ;

- коэффициент, принимаемый равным для тяжелого бетона ;

- напряжение в арматуре, МПа, принимаемое для арматуры класса A-IV

;

- напряжение, принимаемое при коэффициенте ;

- потери напряжения, равные при неавтоматизированном электротермическом способе натяжения нулю;

- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, принимаемое для конструкций из тяжелого бетона с учетом действующих нагрузок МПа.

;

Величина должна удовлетворять условию (1) [1]: и .

При электротермическом способе натяжения МПа, где - длина натягиваемого стержня (расстояние между наружными гранями упоров), м.

При выполнении условия (1) [1] получим МПа. Значение вводится в расчет с коэффициентом точности натяжения , определяемым по формуле (6) [1]: .

При электротермическом способе натяжения величина вычисляется по формуле (7) [1]:

, где

- число стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента.

Число напрягаемых стержней предварительно принимаем равным числу ребер в многопустотной плите, т.е. . Тогда

.

При благоприятном влиянии предварительного напряжения . Предварительное напряжение с учетом точности натяжения составит: МПа.

При условии, что полные потери составляют примерно 30% начального предварительного напряжения, последнее с учетом полных потерь будет равно: МПа.

По формуле (70) [1]:

МПа, где

принимается при коэффициенте с учетом потерь по поз. 3…5 табл.5 [1]. При электротермическом способе натяжения, как уже отмечено выше, потери равны нулю, поэтому МПа.

МПа.

С учетом всего вышеизложенного:

.

Так как , то площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле (3.15) [2]:

, где

- коэффициент условий работы арматуры, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести. По формуле (27) [1]:

.

Для арматуры класса A-VI . С учетом этого получим:

. Поэтому принимаем . Тогда площадь сечения арматуры будет равна:

мм2 = 3,41 см2.

Принимаем по сортаменту (таблица А.10) 312 A-VI с см2, что больше требуемой площади сечения. Вариант удовлетворяет поставленным условиям, и принимаем данную комбинация к дальнейшему расчету.