Компоновка перекрытия. (Архитектурный этап). 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Компоновка перекрытия. (Архитектурный этап).



Введение.

Железобетонные перекрытия по технологии изготовления бывают 2-х типов: монолитные и сборные. В курсовом проекте рассмотрено здание с неполным каркасом (несущие кирпичные стены, внутренние несущие элементы – колонны).

Перекрытие над подвалом выполнено в монолитном варианте, а вышележащие перекрытия – сборные.

Номер варианта состоит из 3-х цифр.

1-я цифра – для определения нормативной временной нагрузки на междуэтажное и подвальное перекрытие в кг/м2 (переводим в кН/м2).

на пересечении 2-й и 3-й цифр – пролеты l1х l2 в м.

 

Расчёт монолитной плиты.

Монолитная плита, сопряженная с балами, при отношении пролетов второстепенной балки и плиты в.б/ пл > 2 более интенсивно работает в направлении, перпендикулярном направлению второстепенных балок. По этой причине расчет плиты производится как многопролетной неразрезной балки с условной шириной, равной 100 мм, с пролетами, равными шагу второстепенных балок. В связи с тем, что работа участков плиты, защемленным по четырем сторонам (во второстепенных и главных балках) отличается от работы участков у торцовых стен, защемленных по трем сторонам и свободно опертых четвертой стороной на стену, расчет плиты надлежит выполнять для полос, условно вырезанных в средней части перекрытия из зоны у торцевых стен (см. рис.1 и 2).

Монолитную плиту заделывают в каменную кладку на 120 мм.

Второстепенные балки идут с шагом

Составляем расчетную схему плиты (рис. 3 а)).

 

Рис.3.Непрерывное армирование балочной плиты: а) расчетная схема плиты, б) план непрерывного армирования плиты рулонными сетками с продольной рабочей арматурой; в) сечение I-I

 

Для эпюры изгибающих моментов в многопролетной неразрезной балке имеется 4 характерных значения: максимальные моменты в крайних и средних пролетах и на опорах.

Расчётная длина в среднем пролете:

.

При шарнирном опирании эпюра давлений по площадке опирания прямоугольная и усилие передается посередине площадки опирания.

Расчетная длина в крайнем пролете равна расстоянию от грани второстепенной балки до центра площадки опирания плиты на каменную кладку.

– фактическое значение крайнего пролета плиты;

А – привязка внутренней поверхности стены к оси;

а – заделка плиты в кладку.

Сбор нагрузок.

Подсчет нагрузок на элементы, не смотря на монолитность покрытия, производится как для разрезных конструкций.

 

Таблица 2. Сбор нагрузок на плиту

№ п/п Вид нагрузки Норматив-ная, кН/м2 γf, коэф. надёжн. по нагр. Расчёт-ная, кН/м2
I Постоянные нагрузки, g:      
  Керамическая плитка δ = ()м, ρ= ()кН/м3 () 1,2 ()
  Цементно-песчаная стяжка δ = ()м, ρ= ()кН/м3 () 1,3 ()
  Ж/б плита δ =hпл.=()м, ρ=_(25)кН/м3 () 1,1 ()
  Итого: ()   ()
II Временная нагрузка, v () 1,2 ()
III Полная нагрузка, q ()   ()

 

I. Постоянные нагрузки складываются из:

- собственного веса конструкций;

- собственного веса пола.

Тип пола подбирают согласно СНиП 2.03.13-88 «Полы».

δ – толщина слоя, м; ρ – объёмный вес, кН/м3.

Объемный вес берём из справочника.

Для получения нормативной нагрузки удельный вес умножают на толщину слоя, округление только в большую сторону, 2 знака после запятой. Величина нормативной временной нагрузки задана по варианту, считаем подвальное перекрытие. В варианте нагрузка дана в кг/м2, в таблицу подставляем кН/м2.

Расчётная нагрузка получается путем умножения нормативной величины на коэффициент надёжности по нагрузке γf (принимаем по [3]– табл.7.1, п. 8.2.2).

Погонная нагрузка определяется путем умножения равномерно распределённой нагрузки на ширину площадки.

Погонная постоянная нагрузка:

q– полная расчётная нагрузка из таблицы;

В = 1 м – ширина грузовой площадки;

– коэффициент, учитывающие класс ответственности здания [4]

Изгибающий момент в крайнем пролете:

Изгибающий момент на опоре В:

Изгибающий момент в среднем пролете и на опоре С:

Уточнение толщины плиты.

Последовательность расчёта.

1. Уточнение расчётных данных.

Задаёмся классами материалов и по [3] определяем прочностные характеристики.

Монолитные перекрытия изготавливают из тяжелого бетона класса В15 ÷ В25


Таблица 3. Конструктивные рекомендации относительно класса бетона.

Для плит Класс бетона Для балок Класс бетона
В15 В15
В20 В20
В25 В25

Табличные значения прочностных характеристик из СНиП нужно умножить на γb2 =0,9 (см. [1]).

Таблица 4. Расчетное сопротивление бетона (прочность) на осевое сжатие и растяжение по [1].

Класс бетона В15 В20 В25
8,5 11,5 14,5
0,75 0,9 1,05

 

 

Предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона рассчитывается по эмпирической формуле [1]. Для предварительно напрягаемых конструкций её рассчитывать обязательно, а для ненапрягаемых – можно принять по таблице [6]

Таблица 5. Предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона .

Класс бетона В15 В20 В25
0,652 0,627 0,604

 

 

Плиты армируются сварными сетками (см. [7]).

Предел прочности арматуры на растяжение Rs [1] – для расчета принимаем наименьшее значение для возможных диаметров и классов стержней рабочей арматуры сетки.

2. Задаёмся шириной элемента.

b=1м. Задаёмся оптимальными значениями коэффициентов ξ, А0.

Таблица 6. Рекомендуемые оптимальные значения коэффициентов μ, ξ.

Тип элемента (коэффициент армирования) (относительная высота сжатой зоны бетона)
балка 1÷2 0,3÷0,4
плита 0,3÷0,7 0,1÷0,15

По таблицам [6] для определяем (интерполированием).

Уточнение высоты плиты.

Предварительно принимают:

– для плит;

– для балок с однорядным расположением арматуры;

– для балок с двухрядным расположением арматуры.

Назначаем высоту h (округляем до 1см).

Если полученная толщина плиты меньше или равняется той, которой задались в начале, то расчёт толщины плиты на этом закончен.

Если полученная толщина плиты больше заданной, то необходимо вернуться к таблице сбора нагрузок, пересчитать нагрузку и повторить этот расчёт.

Расчёт армирования плиты.

Последовательность расчёта.

1.

2. По таблицам определяем: η=? ξ=___≤ξr.

3. 2] –> [см2].

Требуемую площадь арматуры считаем для:

Получаем:

Подбор сетки.

Армирование будем производить стандартными сетками (смотри описание [7]).

 

 

Мы вырезали полоску шириной 1 м. В зависимости от шага S определяем количество стержней n на погонный метр сетки.

S =100 мм, => n =10 (число стержней);

S =150 мм, => n =7;

S =200 мм, => n =5;

S =250 мм, => n =4.

Для рулонных сеток максимальный диаметр 5 мм, max количествово стержней 10 шт., по сортаменту [6] максимальная площадь стержней 1,96 см2. Поэтому если

армирование плиты производим рулонными сетками, а если

армирование плиты производим плоскими сетками.

Рассмотрим примеры армирования рулонными и плоскими сетками. {Очистить доску}.

Последовательность расчёта.

1. Определение расчётных данных.

Прочностные характеристики бетона остаются прежними

Второстепенные балки армируют стальными каркасами с рабочей продольной арматурой класса А-III, d ≥ 10 мм.

Предел прочности арматуры на растяжение Rs [1].

Задаёмся шириной элемента.

Задаёмся оптимальными значениями коэффициентов ξ, А0 (табл. 6, [6]).

. .

Расчёт армирования балки.

Второстепенную балку рассматриваем как элемент таврового сечения.

Эпюра изгибающих моментов знакопеременная. Расчёты на положительный и отрицательный моменты будем производить отдельно.

Последовательность расчёта

Поэтому расчёт производим для

1. Определение положения границы сжатой зоны:

несущая способность сжатой полки.

Если условие выполняется – граница сжатой зоны в полке. Если нет – в ребре.

2.

3. По таблицам определяем: η=(), ξ=()≤ξr.

4.

Получаем 2 значения:

Подбор арматуры в каркасах.

Количество каркасов зависит от ширины элемента. В среднем на 10 см ширины ставится 1 каркас. Продольная арматура в каркасах может ставиться:

1. В 1 ряд.

2. В 2 ряда.

Второстепенные балки армируют стальными каркасами с рабочей продольной арматурой класса А-III, d ≥ 10 мм.

Нижняя арматура в каркасе К-1:

ø

 

Нижняя арматура в каркасе К-2:

ø

Последовательность расчета.

1.

2. По таблицам определяем: η=(), ξ=()≤ξr.

3.

В результате получаем 3 значения:

4. По величине отрицательного М на расстоянии 0,25l от опоры подберем верхнюю арматуру в каркасах К-1 и К-2 (арматуру устанавливаем в 1 ряд).

Верхняя арматура в каркасах К-1 и К-2.

Аs (2 ø

На опорах В и С верхняя арматура каркасов прерывается, поэтому для восприятия этих отрицательных моментов раскатываются сетки в 2 слоя вразбежку(рис. 5). По сортаменту арматуры мы подбираем сетку на полосу шириной 1 м. При расчёте второстепенной балки нагрузка определялась на ширину В =lпл.. Приводим требуемую площадь арматуры к требуемой площади арматуры на 1 п. м ширины сетки.

Требуемая ширина сетки (рис. 5):

Если сетки такой ширины есть в сортаменте, подбираем рулонную сетку (поперечная рабочая арматура).

Ширина сетки , ближайшая по сортаменту.

Если подбираем плоскую сетку (продольная рабочая арматура).

Плоские сетки раскладывают поперек главных балок. Их ширина зависит от длины главной балки lгл.б.. В пролёте укладывают 2 или 3 сетки с нахлёстом не менее 200 мм. Длина сетки.

Последовательность расчёта

1. Определение расчётных данных.

Поперечная перерезывающая сила .

Прочностные характеристики бетона остаются прежними

([5]).

– количество поперечных стержней в одном сечении (количество каркасов уже известно, т. к. подобрана продольная арматура).

Из условия сварки назначаем возможный диаметр поперечной арматуры:

dmax – наибольший d продольного стержня каркаса.

По сортаменту определяем Аsw (n ø

([5]).

Интенсивность поперечного армирования по длине элемента не одинаковая.

В приопорной зоне:

Округляем до 1 см в меньшую сторону.

Длина приопорной части составляет не менее ¼ пролёта с обеих сторон.

Конструктивные требования к поперечной арматуре рассмотрены в [1], [5].

В остальной (средней) части:

Заключение.

Графическая часть состоит из чертежа формата А2. Расчеты оформляются в форме пояснительной записки формата А4.


Список литературы

 

1. СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003».

2. СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М. Госстрой России. 2004.

3. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*».

4. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

5. СНиП 2.03.01-84 «Железобетонные конструкции. Нормы проектирования». Госстрой. М. 1989г

6. В.М. Бондаренко, Р.О. Бакиров, В.Г. Назаренко, В.И. Римшин; под редакцией Бондаренко В.М.,-3-е изд. исправл.- Железобетонные и каменные конструкции: учеб. пособие для строит. спец. вузов/-М.; «Высшая школа»; 2004.-876 с.: ил.

7. Кащишена С.Р., Лубенская Л.А. методические указания к расчету и проектированию монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами по курсу «Железобетонные и каменные конструкции» для студентов направления 270100 «Строительство». Ижевск, издательство ИжГТУ, 2009.


 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1   Сортамент (сокращенный) сварных сеток по ГОСТ 8478-81  
Марка сетки Марка сетки    
     

 

 


 

Учебное издание

 

Составители:

Сачкова Светлана Игоревна,

Введение.

Железобетонные перекрытия по технологии изготовления бывают 2-х типов: монолитные и сборные. В курсовом проекте рассмотрено здание с неполным каркасом (несущие кирпичные стены, внутренние несущие элементы – колонны).

Перекрытие над подвалом выполнено в монолитном варианте, а вышележащие перекрытия – сборные.

Номер варианта состоит из 3-х цифр.

1-я цифра – для определения нормативной временной нагрузки на междуэтажное и подвальное перекрытие в кг/м2 (переводим в кН/м2).

на пересечении 2-й и 3-й цифр – пролеты l1х l2 в м.

 

Компоновка перекрытия. (Архитектурный этап).

 

Назначим 3 пролёта l1 поперек и 5 пролётов l2 вдоль здания.

Рис.1. План монолитного перекрытия здания с главными балками в продольном направлении.

 

Рис.2. План монолитного перекрытия здания с главными балками в поперечном направлении.

 

 

Для каменных несущих стен существуют привязки: 0, 200, 250, 300 мм. Толщина наружных стен – любая, на расчет не влияет. Размеры поперечного сечения ж/б колонн среднего ряда: 300 х 300, 350 х 350, 400 х 400 мм. Выбор типоразмера конструкции производится на основании нагрузки и пролетов.

Предварительно назначаем размеры колонны.

Монолитное перекрытие можно делить на отдельные элементы условно, т. к. оно выполняется в единой опалубке. Оно состоит из: главных балок, которые опираются на колонны и несущие стены; второстепенных балок, расположенных перпендикулярно к главным (они опираются на главные балки и несущие стены), их шаг намного меньше; монолитной плиты.

Главные балки могут располагаться как в продольном, так и в поперечном направлении.

Вариантное проектирование.

При проектировании любых конструкций всегда разрабатывают несколько вариантов, т. е. применяют метод вариантного проектирования. При вариантном проектировании сравнение ведут по ТЭП. Стоимость железобетонных конструкций зависит от расхода бетона.

Рассмотрим 2 варианта В 1-м варианте рассмотрим продольное расположение главных балок, во 2-м – поперечное (рис. 1, 2).

Конструктивно назначаем размеры конструкций [6].

Таблица 1. Предварительное конструктивное назначение размеров конструкций

Вариант I Вариант II
Длина главной балки
Высота главной балки
Ширина главной балки
Пролет плиты
Высота плиты
Длина второстепенной балки
Высота второстепенной балки
Ширина второстепенной балки
Объем бетона

В связи с тем, что монолитные конструкции выполняются в унифицированной опалубке, размеры поперечного сечения балок должны быть кратны 5см.

Второстепенные балки укладываются перпендикулярно главным балкам; над колоннами – обязательно, в пролете – таким образом, чтобы шаг был одинаковым, а нагрузка на главную балку была симметрична. Шаг второстепенных балок должен находиться в диапазоне .

Чтобы нагрузка была симметрична, одинаковые пролеты располагаем по бокам, а отличный от них – в середине.

Толщину плиты назначаем в зависимости от пролета. При назначении толщины плиты пользуемся интерполяцией. Этот размер кратен 1 см.

Определение объема бетона. При определении объема бетона для каждого варианта будем рассматривать все перекрытие в целом.

При определении расхода бетона округление только в большую сторону до 1 знака после запятой.

Сравниваем объем бетона по вариантам, далее проектируем более экономичный вариант.

Элементы монолитного ребристого перекрытия – плиту, второстепенную и главную балку – рассчитывают отдельно.

Расчёт монолитной плиты.

Монолитная плита, сопряженная с балами, при отношении пролетов второстепенной балки и плиты в.б/ пл > 2 более интенсивно работает в направлении, перпендикулярном направлению второстепенных балок. По этой причине расчет плиты производится как многопролетной неразрезной балки с условной шириной, равной 100 мм, с пролетами, равными шагу второстепенных балок. В связи с тем, что работа участков плиты, защемленным по четырем сторонам (во второстепенных и главных балках) отличается от работы участков у торцовых стен, защемленных по трем сторонам и свободно опертых четвертой стороной на стену, расчет плиты надлежит выполнять для полос, условно вырезанных в средней части перекрытия из зоны у торцевых стен (см. рис.1 и 2).

Монолитную плиту заделывают в каменную кладку на 120 мм.

Второстепенные балки идут с шагом

Составляем расчетную схему плиты (рис. 3 а)).

 

Рис.3.Непрерывное армирование балочной плиты: а) расчетная схема плиты, б) план непрерывного армирования плиты рулонными сетками с продольной рабочей арматурой; в) сечение I-I

 

Для эпюры изгибающих моментов в многопролетной неразрезной балке имеется 4 характерных значения: максимальные моменты в крайних и средних пролетах и на опорах.

Расчётная длина в среднем пролете:

.

При шарнирном опирании эпюра давлений по площадке опирания прямоугольная и усилие передается посередине площадки опирания.

Расчетная длина в крайнем пролете равна расстоянию от грани второстепенной балки до центра площадки опирания плиты на каменную кладку.

– фактическое значение крайнего пролета плиты;

А – привязка внутренней поверхности стены к оси;

а – заделка плиты в кладку.

Сбор нагрузок.

Подсчет нагрузок на элементы, не смотря на монолитность покрытия, производится как для разрезных конструкций.

 

Таблица 2. Сбор нагрузок на плиту

№ п/п Вид нагрузки Норматив-ная, кН/м2 γf, коэф. надёжн. по нагр. Расчёт-ная, кН/м2
I Постоянные нагрузки, g:      
  Керамическая плитка δ = ()м, ρ= ()кН/м3 () 1,2 ()
  Цементно-песчаная стяжка δ = ()м, ρ= ()кН/м3 () 1,3 ()
  Ж/б плита δ =hпл.=()м, ρ=_(25)кН/м3 () 1,1 ()
  Итого: ()   ()
II Временная нагрузка, v () 1,2 ()
III Полная нагрузка, q ()   ()

 

I. Постоянные нагрузки складываются из:

- собственного веса конструкций;

- собственного веса пола.

Тип пола подбирают согласно СНиП 2.03.13-88 «Полы».

δ – толщина слоя, м; ρ – объёмный вес, кН/м3.

Объемный вес берём из справочника.

Для получения нормативной нагрузки удельный вес умножают на толщину слоя, округление только в большую сторону, 2 знака после запятой. Величина нормативной временной нагрузки задана по варианту, считаем подвальное перекрытие. В варианте нагрузка дана в кг/м2, в таблицу подставляем кН/м2.

Расчётная нагрузка получается путем умножения нормативной величины на коэффициент надёжности по нагрузке γf (принимаем по [3]– табл.7.1, п. 8.2.2).

Погонная нагрузка определяется путем умножения равномерно распределённой нагрузки на ширину площадки.

Погонная постоянная нагрузка:

q– полная расчётная нагрузка из таблицы;

В = 1 м – ширина грузовой площадки;

– коэффициент, учитывающие класс ответственности здания [4]

Изгибающий момент в крайнем пролете:

Изгибающий момент на опоре В:

Изгибающий момент в среднем пролете и на опоре С:

Уточнение толщины плиты.

Последовательность расчёта.

1. Уточнение расчётных данных.

Задаёмся классами материалов и по [3] определяем прочностные характеристики.

Монолитные перекрытия изготавливают из тяжелого бетона класса В15 ÷ В25


Таблица 3. Конструктивные рекомендации относительно класса бетона.

Для плит Класс бетона Для балок Класс бетона
В15 В15
В20 В20
В25 В25

Табличные значения прочностных характеристик из СНиП нужно умножить на γb2 =0,9 (см. [1]).

Таблица 4. Расчетное сопротивление бетона (прочность) на осевое сжатие и растяжение по [1].

Класс бетона В15 В20 В25
8,5 11,5 14,5
0,75 0,9 1,05

 

 

Предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона рассчитывается по эмпирической формуле [1]. Для предварительно напрягаемых конструкций её рассчитывать обязательно, а для ненапрягаемых – можно принять по таблице [6]

Таблица 5. Предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона .

Класс бетона В15 В20 В25
0,652 0,627 0,604

 

 

Плиты армируются сварными сетками (см. [7]).

Предел прочности арматуры на растяжение Rs [1] – для расчета принимаем наименьшее значение для возможных диаметров и классов стержней рабочей арматуры сетки.

2. Задаёмся шириной элемента.

b=1м. Задаёмся оптимальными значениями коэффициентов ξ, А0.

Таблица 6. Рекомендуемые оптимальные значения коэффициентов μ, ξ.

Тип элемента (коэффициент армирования) (относительная высота сжатой зоны бетона)
балка 1÷2 0,3÷0,4
плита 0,3÷0,7 0,1÷0,15

По таблицам [6] для определяем (интерполированием).

Уточнение высоты плиты.

Предварительно принимают:

– для плит;

– для балок с однорядным расположением арматуры;

– для балок с двухрядным расположением арматуры.

Назначаем высоту h (округляем до 1см).

Если полученная толщина плиты меньше или равняется той, которой задались в начале, то расчёт толщины плиты на этом закончен.

Если полученная толщина плиты больше заданной, то необходимо вернуться к таблице сбора нагрузок, пересчитать нагрузку и повторить этот расчёт.

Расчёт армирования плиты.

Последовательность расчёта.

1.

2. По таблицам определяем: η=? ξ=___≤ξr.

3. 2] –> [см2].

Требуемую площадь арматуры считаем для:

Получаем:

Подбор сетки.

Армирование будем производить стандартными сетками (смотри описание [7]).

 

 

Мы вырезали полоску шириной 1 м. В зависимости от шага S определяем количество стержней n на погонный метр сетки.

S =100 мм, => n =10 (число стержней);

S =150 мм, => n =7;

S =200 мм, => n =5;

S =250 мм, => n =4.

Для рулонных сеток максимальный диаметр 5 мм, max количествово стержней 10 шт., по сортаменту [6] максимальная площадь стержней 1,96 см2. Поэтому если

армирование плиты производим рулонными сетками, а если

армирование плиты производим плоскими сетками.

Рассмотрим примеры армирования рулонными и плоскими сетками. {Очистить доску}.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; просмотров: 324; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.200.182.101 (0.193 с.)