ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ


Методические указания по выполнению курсового проекта

для студентов очной и заочной формы обучения направления

подготовки 270800 «Строительство»

профиль – Промышленное и гражданское строительство

Бакалавриат
Составители: А. Х. Манукян, Л. Р. Каирова


Владикавказ 2014

Министерство образования и науки рф
Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

"Северо-Кавказский горно-металлургический институт

(государственный технологический университет)"

Кафедра строительных конструкций

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Методические указания по выполнению курсового проекта

для студентов очной и заочной формы обучения направления

подготовки 270800 – «Строительство»,

профиль – Промышленное и гражданское строительство

(бакалавриат)

Составители: А. Х. Манукян, Л. Р. Каирова
Допущено редакционно-издательским советом
Северо-Кавказского горно-металлургического
института (государственного технологического

университета).

Протокол заседания РИСа № 26 от 17.12.2013 г.

Владикавказ 2014

УДК 624.012

ББК 38.53

М24

М24 Железобетонные конструкции: Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов очной и заочной формы обучения направления подготовки 270800 "Строительство", профиль "Промышленное и гражданское строительство" / Сост. Манукян А. Х., Каирова А. Р.; Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). – Владикавказ: Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). Изд-во «Терек», 2014. – 56 с.

УДК 624.012

ББК 38.53

Редактор: Иванченко Н. К.

Компьютерная верстка: Цишук Т. С.

 Составление. ФГБОУ ВПО «Северо-Кавказский

горно-металлургический институт

(государственный технологический университет)», 2014

 Манукян А. Х., Каирова А. Р., составление, 2014

Подписано в печать 03.03.2014. Формат 60х84 ¹/₁₆. Бумага офсетная.

Гарнитура «Таймс». Печать на ризографе. Усл. п.л. 3,25. Тираж 75 экз. Заказ № .

Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический

университет). Издательство «Терек».

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии СКГМИ (ГТУ).

362021, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44.

О Г Л А В Л Е Н И Е

Введение 1. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия 2. Компоновка конструктивной схемы монолитного перекрытия 3. Расчет предварительно напряженной панели перекрытия 4. Расчет неразрезного ригеля 5. Расчет колонны для стадии эксплуатации здания 6. Расчет центрально нагруженного фундамента 7. Проектирование монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами. 8. Расчет плиты перекрытия 9. Расчет второстепенной балки ЛИТЕРАТУРА

4 5 8 9 26 31 37 42 43 49 56

ВВЕДЕНИЕ
В курсовом проекте студенту необходимо разработать проект перекрытия. Железобетонное перекрытие разрабатывается в двух вариантах – сборном и монолитном. В сборном варианте выполняются компоновка конструктивной схемы панельного перекрытия, расчет и конструирование предварительно напряженной пустотной или ребристой панели, многопролетного ригеля, железобетонной колонны, фундамента.

В монолитном варианте выполняются компоновка конструктивной схемы ребристого перекрытия, расчет и конструирование плиты и второстепенной балки.

Объем проекта 1,5 листа чертежей (3х0,5 листа) и расчетно-пояснительная записка.

1. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО

ПЕРЕКРЫТИЯ
Компоновка заключается в выборе направления ригелей, установлении размеров пролета и шага ригелей, типа и размеров панелей перекрытий. При этом учитывают [1]:

1. 
   величину временной нагрузки, назначение здания, архитектурно-планировочное решение;
   
2. 
   общую компоновку конструкции всего здания.
   

В зданиях, где пространственная жесткость в поперечном направлении создается рамами с жесткими узлами, ригели располагают в поперечном направлении, а панели – в продольном. В жилых и общественных зданиях ригели могут иметь продольное направление, а панели – поперечное (рисунок 1).


Рисунок 1 – Конструктивные схемы балочных панельных перекрытий:

А – разрез перекрытия; Б – перекрытия с различными направлениями ригеля;

1 – ригель; 2 – плита; 3 – стеновая панель; 4 – колонна.

В каждом случае выбирается соответствующая сетка колонн;

3. 
   технико-экономические показатели конструкции перекрытия. Расход железобетона на перекрытие должен быть минимальным, а масса элементов и их габариты должны быть, возможно, более крупными в зависимости от грузоподъемности монтажных кранов и транспортных средств. Общий расход бетона и стали на устройство железобетонного перекрытия складывается из соответствующего расхода этих материалов на панели, ригели и колонны.
   

Наибольший расход железобетона – около 65 % общего количества – приходится на панели, поэтому экономичное решение конструкции панелей приобретает важнейшее значение.

Панели перекрытий для уменьшения расхода материалов проектируют облегченными – пустотными или ребристыми (рисунок 2а, б).

Рисунок 2 – Панели перекрытий. А – опирание плит на ригели;

Б – ребристые плиты; 1 – плиты покрытия; 2 – ригель; 3 – ребро;

4 – сжатая полка; 5 – замкнутая полка; 6 – растянутая полка.
Общий принцип проектирования панелей перекрытий любой формы поперечного сечения заключается в удалении возможно большего объема бетона из растянутой зоны с сохранением вертикальных ребер, обеспечивающих прочность элемента по наклонному сечению, в увязке с технологическими возможностями завода-изготовителя.

В панелях с пустотами минимальная толщина полок 25–30 мм, ребер 30–35 мм; в ребристых панелях с ребрами вниз толщина полки (плиты) 50–60 мм.

После выбора типа панелей производится их раскладка в перекрытии. При этом устанавливается число типоразмеров панелей (не более 3-х), их ширина, а также осуществляется «привязка» стен к разбивочным осям.

Возможны следующие типоразмеры панелей:

I тип – связевые панели (панели-распорки), укладываемые по осям колонн;

II тип – доборне (пристенные) элементы, укладываемые у стен, на которые опираются ригели;

Ш тип – рядовые панели, укладываемые в промежутках между связевыми панелями и между связевыми панелями и доборными элементами.

При подобной раскладке панелей следует принимать номинальную ширину доборных элементов равной половине номинальной ширины связевых панелей, а привязку стен, на которые опираются ригели, нулевой. При продольном расположении ригелей привязка стен осуществляется в зависимости от условия опирания панелей на ригели:

– при опирании панелей перекрытия поверху ригелей (рисунок 3А) внутренние грани стен смещаются с разбивочных осей на 200 мм или на 250 мм;

– при опирании панелей в пределах высоты ригеля (на его полки) (рисунок 3Б, В) внутренние грани стен смещаются с разбивочных осей на 250 мм или 300 мм.

А)

Б)

В)

Рисунок 3 – Схема опирания панелей на ригели.

2. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ

МОНОЛИТНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

Ребристое монолитное перекрытие с балочными плитами состоит из плиты, работающей по короткому направлению, второстепенных и главных балок (рисунок 4).

Рисунок 4 – Конструктивные схемы монолитных ребристых перекрытий:

1 – главные балки; 2 – второстепенные балки; 3 – колонна; 4 – стеновая панель.
Все элементы перекрытия монолитно связаны и выполняются из бетона класса В15. Сущность конструкции монолитного ребристого перекрытия состоит в том, что бетон (в целях экономии) удален из растянутой зоны сечений, где сохранены лишь ребра, в которых сконцентрирована растянутая арматура. Полка ребер – плита – работает на местный изгиб по пролету, равному расстоянию между второстепенными балками. Второстепенные балки опираются на монолитно связанные с ними главные балки, которые, в свою очередь, опираются на колонны и наружные стены. Главные балки можно располагать в продольном или поперечном направлении здания с пролетом 6–8 м. Второстепенные балки размещают так, чтобы ось одной из балок совпала с осью колонны. Пролет второстепенных балок может составлять 5–7 м, плиты – 1,7–2,7 м.

Минимальная толщина плиты для междуэтажных перекрытий промышленных зданий 6 см, для междуэтажных перекрытий жилых и гражданских зданий 5 см.

Опирание элементов на стены не должно быть меньше: для плиты 12 см, второстепенной балки 38 см (кратно половине кирпича).

3. РАСЧЕТ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ПАНЕЛИ

ПЕРЕКРЫТИЯ
Панель изготовляется с механическим или электротермическим натяжением арматуры на упоры и термовлажностной обработкой бетона.

Задаются:

1. Классом бетона. В

_в = 0,9; 0,9·R_в, (мПа); 0,9·R_вt, (мПа);

R_вп, (мПа); R_вtп, (мПа); E_S (мПа));
2. Продольной напрягаемой арматурой

R_s (мПа); R_sп (мПа); Е_s (мПа));
3. Поперечной арматурой и сварными сетками из стали класса Вр – I (R = 365 мПа).

Кубиковая прочность бетона в момент отпуска арматуры (передаточная прочность) принимается равной 70 % проектной (R_вр = 0,7 В). Значения _в2 принимаются по таблице 15 [3]. Согласно таблице 2.1 [1] необходимо определить категорию трещиностойкости панели.

3.1. Расчет полки ребристой панели
Полку панели рассчитываем на местный изгиб от действия полной нормативной нагрузки

(Н/м²).

Величину q^н условно принимаем равной 25 Н/м².

Полная расчетная нагрузка

(Н/м²),

где р^н – нормативная временная нагрузка по заданию.

При отсутствии поперечных ребер полка панели работает на изгиб между продольными ребрами как защемленная плита.

Изгибающий момент:

, (Нм) , (1)

где ℓ_оп – расчетный пролет полки, равный расстоянию между внутренними гранями продольных ребер (в месте примыкания полки к ребрам). Коэффициент:

(2)
где b = 100 см – ширина рассматриваемой полосы полки;

h_оп = h^'_п – 1,5.

По α_m принимаем значение коэффициента η и вычисляем требуемую площадь сечения рабочей арматуры:

, (3)
где R_s = 365 МПа для арматуры класса В_р –I .

По требуемой площади сечения принимаем сварную сетку с поперечной рабочей арматурой.

3.2. Определение нагрузок и внутренних усилий панели
Нагрузки на 1 м² панели приведены в таблице 1.
Таблица 1

Вид нагрузки

Нагрузка, H/м2

следующая страница >>