Міністерство  освіти України

Харківський національний автомобільно-дорожній

університет 
 

Кафедра мостів,конструкцій  та будівельної механіки 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсова робота

з дисципліни “Залізобетонні конструкції”

на  тему: "Проектування несучих залізобетонних конструкцій". 
 
 
 
 
 

                               Виконав:ст. Гр. Д-34 Дубровін Р.В. 

                                                                               Перевірив:доц Бережна К.В. 
 
 
 
 
 

Харків 2004

зміст

      стр.

Завдання 

1. Варіантне проектування.        

2. Розрахунок  ребристої панелі перекриття                               

2.1. Розрахунок  кришки   плити.                                           

2.2. Розрахунок  поперечного ребра панелі перекриття.                                     2.3. Розрахунок поздовжніх ребер.                                 

2.4. Розрахунок  поперечної арматури ребра.                                 3.    Розрахунок нерозрізного ригеля.                       

3.1. Розрахунок  поперечних стержнів ригеля.            

4.    Розрахунок середніх колон.              

4.1. Розрахунок  фундаменту 

5.    Розрахунок двох схилої балки  перекриття                                                  

       Література                                                                                                         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Варіантне проектування.  

    Раціональне  вирішення  промислового  будинку  з  точки  зору  як  техніко-економічних, так i з експлуатаційних переваг, знаходять  після розробки декількох варіантів.

    При проектуваннi багатоповерхового  промислового будинку для одного i того ж проекту ми розглянемо  де кiлька рiзних варiантiв, якi вiдрiзняються один вiд одного  сiткою колон, конструкцiєю залiзобетонних  елементiв. Вiд старанностi розробки  та правильностi вибору основного варiанту буде залежати повна вартiсть будови.

    При варiантному проектуваннi  розглядуэмо тiльки несучi елементи  будови, якi сприймають силовi та  температурнi дii та передають  iх через фундаменти на грунтовi  основи.

    Проектування починаємо з компановки плану будови, який повинен находитись у взаємозв’язку з прийнятою конструктивною схемою будови. Промислову будiвлю можна прийняти з повним або неповним каркасом.

    Основні параметри будівлі та  його конструктивні елементи  повинні бути унiфiкованi. Запровадження принципу унiфiкацiї дає можливість виконувати економiчнi рiшення при обмеженiй кiлькостi типорозмірiв конструктивних елементів. Для цього об’ємно-планувальнi розмiри будинку визначають згiдно з прийнятою у нашiй країні модульною системою.

    Заданнi розмiри будинку розбиваємо  на сiтку колон як за прольотом,  так i за кроком згiдно з модулем.  При компоновцi варiантiв задаємо  таку сiтку колон: 1варiант:6´6, де довжина плити є постiйною=6 iз довiдника Манурiкова вибираємо свої значення.

    Пiд колони каркасу будови влаштовують  окремо стоячi  залiзобетоннi фундаменти  сходиної форми, що мають у  верхнiй  частинi стакан, в який  при монтажi вставляють колону. Фундамент  розмiщуємо нижче рiвня пiдлоги  не меньше як на 150 мм. Під несучi  зовнiшнi стiни необхiдно передбачити стрiчковi фундаменти iз монолiтного бетону, або з фундаментних блокiв; пiд самовiсучi та навiснi стiни необхiдно передбачити фундаментнi балки (раму - балки), якi опираються на фундаменти пiд колони.

    Збiрнi залiзобетоннi колони можна приймати з розрiзом на кожному поверсi та одним поперечним перерiзом на всi поверхи. В цьому випадку рiзна несуча здатнiсть колон на кожному поверсi досягається змiною процента армування поперечного перерiзу. Стик колон сумiжних поверхiв (по вертикалi) виконується за допомогою стикових з’єднань. Стик рекомендується виконувати на рiвнi 600 мм вiд верхньої вiдмiтки перекриття.

    Розмiри елементiв колони першого  поверху визначають за формулою:

Н_к=Н_в+Н_н+150+Н_зф,

де Н_в=600+h_р - розмiр верхньої частини колони, розмiщеної нижче консоля

Н_н=Н_ет-600+h_р - розмір нижньої частини колони рядового поверху, розмiщеної нижче консолi (розмiр консолi входить до складу нижньої частини)

H_р- висота ригеля

Н_зф- частина колони, затиснутої в фундаментi.

Довжина колон рядових поверхiв дорiвнює висотi поверху.    Панелi (плити) перекриття та покриття приймають ребристими з номинальним розмiром 1,5´6. Вони мають плиту або з поперечними ребрами, або без поперечних ребер. Мiнiмальна товщина плит для промислових будiвель приймається не <50 мм. Товщину плити приймають в залежностi вiд заданого корисного навантаження. Висота перерiзу ригеля складає (1/8-1/15)×l, де l - номiнальний розмiр ригеля. З метою унiфiкацiї висоту ригеля призначають кратною 50 мм, якщо вони не бiльше 600 мм та кратною 100 мм при бiльших розмiрах. Величину опирання несучих елементiв перекрить на кам’яну кладку стін визначають з умови мiцностi кладки при мiсцевому стиску, але не меньше 250 мм для ригеля та не меньше 200 мм для панелi.

    Порiвняння елементiв дозволяється виконувати за наведеною висотою перекриття, яка показується умовною вистою площинного перекриття та дорiвнює за об’ємом ребристому перекриттю. Наведена висота перекриття одного поверху:

Н_пр=Sh_i=h_V+h¢_рiг+h¢_к;

Де h’_V -товщини плити панелi

h’_рiг, h_к- наведенi висоти ребер панелi, ригеля та колони, визначенi об’ємом бетону вiдповiдних елементiв, вiднесених до одиницi площi перекриття:

h’=  ((h- h¢_¦)(b¢n¢)/(B×A)

h¢=(h_риг.-h¢_¦) в¢_риг. ×n2 / A × B

h_пов.=(H_k-h¢_¦) а_к×в_к×n_к / А×В

де h_1в¢- висота та середня ширина повздовжнього ребра ;

h¢_риг.  та в¢_риг. – висота та ширина ригеля в¢риг.»в × 1,2  де

1,2 – коеф., який  враховує розмiри консолi ;

h¢_¦ - товщина плити панелi перекриття (покриття);

H_k, a_k, B_k -  повна висота колони (Н_к=Н_н+Н_в) та розмiри поперечного перерiзу;

A та В –  довжина та ширина перекриття  одного поверху в планi;

n₂ – кiлькiсть ниток ригелей по довжинi (ширинi будови);

n₁ – кiлькicть ниток повздовжних ребер панелей по ширинi (довжинi) будови;

n₃ – кiлькiсть колон.

      Витрати матеріалів за варіантами.

В залежностi вiд  витрат приймаємо 9´6 

Для цього випадку: модуль пружності арматури Еs-200000

Rв=17 Мпа=170кг/см=1700н/м; 

  Модуль пружності  Ев=24Мпа=240кг/см=2400н/м

Розрахунковий опір для граничних станів першої групи

Rs=365Мпа=3650кг/см=36500н/м;

Rsw=290Mпа=2900кг/см=29000н/м;

2. Розрахунок ребристої панелi перекриття.

Таблиця 2.1.1Визначення навантаження на 1м² плити 

     При сiтцi колон 6/9м та корисному  навантаженнi 25000н/м приймають товщину плити 8см, висоту повздовжнього ребра h_пр=40см, висоту ригеля h_риг=90см, ширину ригеля  В_риг=30см.

        Враховуючи, що панель спирається  на полицi ригеля, приймаємо довжину  площi спирання ригеля =10см

       Навантаження на поперечне ребро панелi g_mах при ширинi панелi ²B²: номiнальної – 1,5м, конструктивноi – 148,5см, ширинi ребер:

В_р=12см ;В¢_р=10см та розрахунковому прольотi 

L₂=B-2b_р=148,5-2×12»125см

Табл.2.2 Збирання навантаження на 1м довжини  повздовжнiх ребер панелi

2.1 Розрахунок кришки  плити

Площа поперечного перерiзу плити визначають для смуги шириною  в=100см

   Згинальний момент в прольотi(в  обох напрямках) та на опорах

  Робочу  висоту прямокутного перерiзу  плити в прольотi та опорах h₀ визначають з умови створення для арматури необхiдного захисного шару бетону. Вiдстань вiд розтягнутої гранi перерiзу до центру ваги арматури в плитах збiрних панелей a »1,5cм, тодi h₀=h¢_¦-а=8 -1.5=6.5см (захисний шар бетону 15мм)

  Для  визначення необхідної кількості  арматури в кришці плити знаходимо момент який виникає в кришці:

    Підбiр потрiбно перерiзу повздовжньої  робочої арматури починають iз  визначення коеф-та:

  Виконавши iнтерполювання коефіцієнта за таблицями А₀, x та n(h), якi наведенi в пiдручниках, визначаемо x=0,985

              Потрiбна площа арматури 

           За таблицями, виходячи з А_s, пiдбираємо зварну сiтку марки 200/200/5/5 з одинаковою площею перерiзу рабочих стержнiв в обох напрямках :

                                                  .

        Виходячі з норм підбираємо 5 стержнів  діаметром 5 мм.

2.2 Розрахунок поперечного  ребра плити

Необхiдну  площу робочої арматури поперечного  ребра обчислюють для таврового  перерiзу при ширинi полицi  в_¦

в¢_¦=2В_св+В¢_р= (за умовою 2в¢_¦=2×6×h¢_¦+В_р=12×7+10=94см)

  Висота  ребра h_р=20см, робоча висота  h₀=h_р-a=20-3=17cм (мiнiмальний захисний шар бетону-15мм)

  Зусилля  в ребрi:

Визначають  розрахунковий випадок для таврового  перерiзу, тобто мiсце розташування нижньої межi cтиснутої зони бетону (в полицi або ребрi). Для цього  обчислюють максимальний згинальний момент який сприймає полиця перерiзу.

  М_х=h_¦=

Оскiльки М<М_х=h¢_¦, отже, х<h_¦, то розрахунок елемента виконують за формулами для прямокутного перерiзу шириною в_¦:

Визначаемо x=0,032

Необхiдна  площа перерiзу робочої арматури

За сортаментом  арматурної сталi приймаємо робочу арматуру поперечного ребра каркасу 1-Æ14

2.3 Визначаємо повздовжню  арматуру повздовжнiх ребер. 

   Робоча висота перерiзу ho=h-a=40-6=34cм  (мiнiмальний захисний  шар бетону  –20мм)

  Згинальний  момент в бальцi таврового перерiзу:

поперечна сила

Максимальний  момент, який сприймається палицею перерiзу:

Оскiльки М<Мu=h_¦, x<h¢_¦, розрахунок виконують для прямокутного перерiзу шириною в¢_¦.

  По А₀®x=0,0695

Площа перерiзу повздовжньої робочої арматури в двох ребрах панелi приймається  2Æ10,2Æ18,2Æ25     

2.4. Розрахунок поперечної арматури  повздовжнiх ребер.

 Починаємо  з перевiрки достатностi принятого  перерiзу за умови:

Q£0,3j_w¢j_в¢R_в×В_h0=0,3×1,1×0,83×1700×17×34=269134.14кН

j_в¢=1-0,01 Rв,  Rв-в      Мпа;

j_в¢=1-0,01×17=0,83;

j_w¢=1,1

   Принятi розмiри перерiзу достатнi.

Необхiднiсть  постановки поперечної арматури за розрахунком  перевiряють в найбiльш небезпечному бетонному перерiзi за умовою

Q£j_в3(1+j_n)R_вt ×в×h₀, де j_в3=0,6

j_n-kоефіцієнт, який враховує вплив повздовжнiх сил при N=0   j_n=0

140528,25>0,6×120×17×34=41616 H

Умова не виконується тому необхiдно ставити  поперечну арматуру(поперечнi стержнi каркасу у повздовжнiх ребрах) за розрахунками.

   Дiаметр поперечних стержнiв зварених каркасiв призначають, виходячи з умови зварки d_n³0,25×d  (d-дiаметр повздовжньої робочої арматури)

Призначаємо: d_n=6мм>0,25×25=5,5мм, площа поперечного стержня-0,283см

  Площа  перерiзу прийнятих стержнiв 

А_w=2×0,283=0,566cм

Поперечнi зусилля, якi сприймаються поперечними  стержнями на одиницi довжини балки = 1см, визначають за залежнiстю:

де     

Перевiряють  виконання умови:

q_sw³0,5j_в3(1+j_n+j_¦)R_вt·в=0,5·0,6·1,249·120·17=764,39<838H/см

    Оскiльки умова не виконується,  для подальших розрахункiв використовують  значення g_sw=838

  Максимальний  крок поперечних стержнiв не  повинен перевищувати S_max:

    За конструктивним розумiнням вiдстань мiж поперечними стержнями слiд приймати приопорних ділянках (якi дорiвнюють при рiвномiрних навантаженнях ¼ прольоту L₀); при висотi перерiзу h£450мм, не бiльш h/2, та не бiльш 150мм; на останнiй частинi прольоту – не бiльше ¾ h та не бiльше 500мм.

3. Розрахунок нерозрiзного  рігеля.

       В ребристих панелях перекриття розмiри ригеля:

В=30см, h=90см,  та в_¦=65см, h_¦=50cм

 Розрахункова  довжина ригеля крайнього прольоту

Середнього прольоту 

  Розмiри поперечного  перерiзу колони h_k, як правило, знаходяться

В межах 40-60; L₁- розмiр прольоту в осях.

     Вага 1м ригеля таврового перерiзу g_риг=S_пр·g; де

S_пер - площа поперечного перерiзу;

g - об’ємна вага залiзобетону, рiвна(25000 H/м)

  для принятих розмiрiв ригеля

     g_риг=11125 Н/м

   Навантаження, дiюче на 1м ригеля, обчислюємо  у табл.3.1

Табл.3.1  Збирання навантаження на 1м довжини рігеля.