Содержание

 

 

Введение

 

    Капитальное строительство в России и других странах мира продолжает развиваться  бурными темпами. Одновременно развиваются  базы строительной индустрии, создаются новые прогрессивные строительные конструкции из различных материалов, совершенствуется теория их расчета с широким применением компьютерных программных средств.

    Особое  положение в объеме строительных материалов и конструкций занимают железобетонные изделия различного назначения. Железобетон является основным строительным материалом современного человечества, применяемым в самых различных сферах строительства, начиная от освоения подземного и океанического пространства и заканчивая сооружением высотных объектов.

    В этой связи современный специалист в области промышленного и гражданского строительства обязан обладать навыками проектирования железобетонных конструкций.

    Проектирование указанных конструкций представляет собой комплекс расчетов и графических работ, включающих стадии изготовления, транспортирования и эксплуатации конструкций. Экономичность и эксплуатационная надежность отдельных конструкций и здания в целом во многом обусловлены принятыми проектными решениями.

    Вопросы проектирования железобетонных конструкций регламентированы СНиП 2.03.01-84* и развиты в руководствах по проектированию железобетонных конструкций, а также учебниках и монографиях.

    Цель  курсового проекта – получить навыки проектирования железобетонных многопустотных плит перекрытия. К курсовому проекту прилагается пояснительная записка и графическая часть.

 

1. Расчет  плиты перекрытия  по предельным  состояниям I группы.

1.1.Определение нормативных и расчётных усилий, действующих на плиту перекрытия.

 

      Определяем  нормативные и расчётные нагрузки, действующие на плиту, и сводим их в таблицу 1.1:

Таблица 1.1.

Сбор нагрузок

 

      Определяем  нагрузку на 1 погонный метр плиты:

      1) Временная нормативная   p^н=3900∙1=3900 Н/м;

      2) Временная расчётная   p=4836∙1=4836 Н/м;

      3) Постоянная нормативная   g^н=4140∙1=4140 Н/м;

      4) Постоянная расчётная  g=4554∙1=4554 Н/м;

      5) Итого нормативная  p^н+g^н=3900+4140=8040 Н/м;

      6) Итого расчётная   p+g=4836+4554=9390 Н/м;

7) Постоянная нормативная + временная  длительная нормативная  g^н+р^н_дл=(4140+1560)∙1=5700 Н/м.

      На  основании этих нагрузок определяем величины изгибающих моментов и поперечных сил. Момент в сечении определяется по формуле:

      

,

      где g – рассматриваемая нагрузка,

            l₀ – расчётный пролёт плиты. При опирании одной стороной на стену, а другой на ригель l₀=l - -  =2,4 - - =2,25 м 

Изгибающий  момент от полной нормативной нагрузки равен: 

      М^н = =5088 Н∙м

      То  же от полной расчётной нагрузки:  М= =5942 Н∙м

      То  же от постоянной нагрузки: М_п= =2620 Н∙м

      То  же от временной нагрузки: М_вр= =2468 Н∙м

      То  же от постоянной и длительной нагрузок: М_ld= Н∙м 

      Поперечная  сила определяется по формуле:    Q=

      Поперечная  сила от полной нормативной нагрузки:  Q^н= =9045 Н

      То  же от полной расчётной нагрузки: Q= =10564 Н 
 

 

1.2. Определение  параметров расчётного  сечения плиты перекрытий.

 

      При расчёте многопустотных плит преобразовываем  фактическое сечение плиты в  расчётное тавровое:

 
 
 
 
 

 
 

 

 
 

 
 

      Рис. 1. Приведение к эквивалентному сечению многопустотной панели 

      t – расстояние между центральными осями пустот; для плит типа 1ПК, 2ПК, 3ПК t=185 мм (ГОСТ «Многопустотные плиты») 

      Ширина  полки сечения  равна:  

      где a₁ - величина конструктивного уменьшения номинальной ширины плиты,  принимаемая в соответствии с ГОСТ  при ширине менее 2400мм а₁=10 мм.

      Круглые пустоты заменяем квадратными с  эквивалентным размером стороны  a=0,9d

      Высота  полки  равна: ,  

      Ширина  ребра b определяется по формуле:   , n – число пустот в плите.

            Определяем количество пустот в плите: , .

      Поэтому принимаем n_пуст=4:   - условие выполняется.

      Тогда ширина ребра:

 

1.3. Определение  прочностных и  деформационных характеристик  бетона и арматуры.

      Для изготовления панели принимаем: бетон  марки В 20, =11,5 МПа, =0,9  МПа,

      Коэффициент условий работы бетона: γ_b2 =0,9, табл. 15 – 16 СНиП «Железобетонные конструкции»

      Продольная  арматура класса А-II,

      Расчётное сопротивление стали растяжению R_s =280 МПа, по табл. 22 СНиП «Железобетонные конструкции»

      Поперечная  арматура – из стали класса А-I,  R_s =225 МПа, R_sw =175 МПа.

      Армирование – сварными сетками и каркасами, сварные сетки в верхней и  нижней полках панели из проволоки  класса В- I, R_s =360 МПа. 

   

1. Проверяем условие по размеру ширины полки  таврового сечения: , поэтому в расчёт включается вся ширина полки.

 

    2. Определяем  рабочую высоту сечения: 

Для определения  параметров сечения используем 2 уравнения  моментов:

             ,

            

Определяем  из 1-го уравнения:    

     По  значению принимаем величины остальных коэффициентов (из таблицы в приложении к СНиП «Железобетонные конструкции»):

       

     Определяем  высоту сжатой зоны:  н.о. проходит по полке.

Определяем площадь  рабочей арматуры из 2-го уравнения  моментов:

Принимаем 3Ø10 А-II, A_s=2,36 см²

Дополнительно принимаем легкую сетку   

 

1.4. Расчёт  многопустотной плиты  на прочность по  наклонным сечениям.

 

   Расчёт железобетонных элементов по наклонным сечениям осуществляется с целью недопущения разрушения элемента:

1. на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами;
2. на действие поперечной силы по наклонной трещине.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Чтобы не произошло разрушение, должно соблюдаться  условие:

   

,

Q – расчётная поперечная сила в сечении;

Q_b – поперечное внутреннее усилие, воспринимаемое бетоном;

Q_sw – поперечное внутреннее усилие, воспринимаемое поперечной арматурой;

Q_s.ins – поперечное внутреннее усилие, воспринимаемое отгибами. 

Поперечная  сила сопротивления бетона определяется по формуле:

,

- для тяжёлого бетона;

- коэффициент,  учитывающий влияние сжатых полок  на несущую способность тавровых и двутавровых элементов: при этом, принимается не более с учётом фактического числа ребер:

,

- коэффициент, учитывающий влияние  продольных сил, действующих в  элементе. Для конструкции с обычной  арматурой  ;

R_bt - прочность бетона на растяжение при изгибе для предельных состояний I группы;

с – проекция наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента.

      Величина  с определяется в зависимости от проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента, с₀, которая принимается не более 2h₀. 

     Из  формулы по определению поперечного  усилия сопротивления бетона находим  величину С: 

Находим B_b:

     В конкретном сечении величина с равна: >h₀

В связи с этим, окончательно принимаем с=38см, тогда

     Следовательно, поперечная арматура по расчёту не требуется. Назначаем поперечную арматуру из конструктивных соображений. Шаг  арматуры принимаем равным:

     Назначаем поперечные стержни Ø6мм класса А-I через 10см у опор на участках длиной ¼ пролета. В средней ½ части плиты для связи продольных стержней каркаса по конструктивным соображениям ставим поперечные стержни через 0,5м. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

2. Расчёт многопустотной плиты по предельным состояниям II группы.

2.1. Расчёт многопустотной  плиты по деформациям.

     Прогибы железобетонных конструкций не должны превышать предельно допустимых значений, устанавливаемых с учётом следующих требований:

     - технологических (условия нормальной  работы кранов, технологических установок, машин и др.);

     - конструктивных (влияние соседних  элементов, ограничивающих деформации  и др.);

     - эстетических (впечатление людей  о пригодности конструкции). 

     Согласно  СНиП максимальная величина прогиба  для рассчитываемой плиты перекрытия назначена в пределах величины .

     Расчёт  по деформациям сводится к проверке условия:  ,

     f – расчётный прогиб от фактической нагрузки;

       – максимально допустимый прогиб.