Зміст,  обсяг  і  порядок  виконання  курсової  роботи

МЕТОДИЧНІ  ВКАЗІВКИ

до курсової роботи з дисципліні “Будівельні конструкції”

розділ “Залізобетонні конструкції”

 (для студентів спеціальності 7.120.101 “Архітектура”)

    Затверджено на

    засіданні кафедри

    “Залізобетонні конструкції”

Протокол №6  

від 03.03.2009 р.

Макіївка – 2009 р.

УДК 624.012.4

Методичні вказівки до курсової роботи по дисципліні “Будівельні конструкції” розділ “Залізобетонні конструкції” (для студентів спеціальностей 7.120.101). Склали: к.т.н, доценти Брижатий Е.П., Брижатий О.Е., Завялов В.М.; к.т.н., асистент Корсун А.В. – Макіївка, ДонНАБА, 2009,  48 с.

У курсовій роботі розробляються залізобетонні конструкції збірного міжповерхового перекриття багатоповерхової будівлі каркасного типу та колони.

У даних вказівках наведені рекомендації щодо компоновки конструктивної схеми перекриття і послідовність виконання розрахунку плити перекриття, ригелю, колони першого поверху, фундаменту під центрально-навантажену колону, а також правила їх конструювання і армування.

Розрахунки конструкцій, що представлені у вказівках, засновані на будівельних нормах СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции».

Складачі:                                  доц., к.т.н.  Брижатий Е.П.

                                                       доц., к.т.н.  Брижатий О.Е.

                                                       доц., к.т.н. Завялов В.М.

ас., к.т.н. Корсун А.В.

Рецензенти:                                проф., д.т.н. Левін В.М.

доц., к.т.н. Невгень М.О.

Відповідальний за випуск:      Корсун А.В.

Зміст

Зміст. 3

ЗМІСТ, ОБСЯГ І ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ.. 4

Зміст курсової роботи. 4

Обсяг курсової роботи. 4

1. Компоновка конструктивної схеми міжповерхового перекриття. 4

2. Розрахунок і конструювання плити перекриття. 5

2.1. Поперечний переріз плити. 5

2.2. Розрахунковий прогін і навантаження. 6

2.3. Зусилля від розрахункових навантажень. 6

2.4. Характеристики міцності бетону і арматури. 7

2.5. Розрахунок плити за граничними станами першої групи. 7

2.5.1. Розрахунок міцності плити по перерізу, нормальному до поздовжньої осі. 7

2.5.2. Розрахунок полиці плити на місцевий згин. 8

2.5.3. Розрахунок плити за перерізом, похилим до поздовжньої осі. 9

2.5.4. Розрахунок плити на дію навантажень, що виникають при її підніманні
та монтажу. 10

2.5.5. Визначення діаметрів арматури монтажних петель. 11

3. Розрахунок і конструювання ригелю. 11

3.1. Розрахунковий прогін і навантаження. 11

3.2. Визначення зусиль, що виникають у ригелі від розрахункових навантажень. 12

3.3. Характеристики міцності бетону і арматури. 12

3.4. Визначення розмірів поперечного перерізу ригелю і схема його армування. 12

3.5. Розрахунок ригелю за першою групою граничних станів. 13

3.5.1. Розрахунок ригелю на дію згинального моменту від розрахункового
навантаження. 13

3.5.2. Розрахунок ригелю за перерізом, похилим до поздовжньої осі. 13

3.5.3. Розрахунок ригелю на дію згинального моменту, що виникає при його
підйомі і монтажу. 13

3.5.4. Конструювання ригелю. Побудова епюри матеріалів. 14

4. Розрахунок і конструювання колони першого поверху. 16

4.1. Визначення розрахункової поздовжньої сили, що діє на колону першого поверху. 16

4.2. Характеристики міцності бетону і арматури. 17

4.3. Розрахункова схема і схема армування колони. 17

4.4. Підбор перерізу арматури колони. 17

5. Розрахунок і конструювання фундаменту колони. 18

6. Вказівки для оформлення графічної частини роботи. 21

Список ВИКОРИСТАНОЇ І рекомендованої літератури. 22

Додаток А.. 23

Додаток Б. 35

Додаток В.. 46

ЗМІСТ,  ОБСЯГ  І  ПОРЯДОК  ВИКОНАННЯ  КУРСОВОЇ  РОБОТИ

Зміст курсової роботи.

Курсова робота має такі розділи:

1. Компоновка конструктивної схеми міжповерхового перекриття балкового типу із збірних залізобетонних конструкцій.

2. Статичний розрахунок, підбір перерізів і конструювання збірної залізобетонної ребристої плити перекриття.

3. Статичний розрахунок, підбір перерізів і конструювання ригелю перекриття з побудовою епюри матеріалів.

4. Розрахунок і конструювання колони першого поверху.

5. Розрахунок фундаменту під центрально-навантажену колону.

6. Виконання робочих креслень розрахованих залізобетонних конструкцій.

Обсяг курсової роботи.

Робота складається з пояснювальної записки і графічної частини.

Орієнтувальний обсяг роботи:

1. Пояснювальна записка – 20¸25 стор.

2. Графічна частина – ескізи або 2 листи формату А2 (приклади наведено відповідно у додатках Б і В).

Курсову роботу рекомендується виконувати у послідовності, наведеній у даних методичних вказівках.

Поперечний переріз плити.

Поперечний переріз плити з розмірами і схемою армування необхідно накреслити у масштабі 1:10 у пояснювальній записці.

Номінальна ширина плити   В ₁  встановлюється при компоновці конструктивної схеми.

Конструктивна її ширина приймається меншена величину t = 10 мм, тобто

	(2.1)
b ¢ f = Bк – 30   15 15 t = 10 bp = 65…90 t 5 4 4 5 3 2 C- 1 К - 1 1 C- 2 B 1 Bк = В 1 – 10 20…30 C- 2
Рис. 2. Схема армування ребристої плити.

Ребриста плита армується двома однаковими каркасами К-1 у ребрах і трьома сітками  С-1 та С-2 у полці плити (рис. 2). Каркаси і сітки, як правило, зварні. У каркаси об’єднуються:

1 – робоча поздовжня арматура, що установлюється по розрахунку плити на дію згинального моменту, що виникає при експлуатації;

2 – поперечна арматура, що установлюється по розрахунку на дію поперечної сили;

3 – монтажна арматура, що установлюється по розрахунку плити на дію згинального моменту, що виникає при її підйомі та монтажу.

       У сітки об’єднуються:

4 – робоча розтягнена арматура, що установлюється по розрахунку полиці плити на місцевий згин;

5 – конструктивна (розподільна) арматура, що установлюється без розрахунку.

       Ширина ребра і висота плити приймається в залежності від прогіну і величини навантажень. Товщина полиці плити приймається також у залежності від величини навантажень та ширини плити і приймається рівною   h ′ _f = 50 ¸ 60 мм.

       Для виконання розрахунків фактичний поперечний переріз ребристої плити замінюють розрахунковим таврової форми (рис. 3), ширина і висота якого дорівнює ширині і висоті плити, ширина ребра – сумі ширин ребер плити понизу, товщина полиці перерізу – товщині полиці плити.

b ¢ f

А s b= 2 bp

Рис. 3. Розрахунковий поперечний переріз ребристої плити.

Таблиця 1

Нормативне і розрахункове навантаження на 1 м² перекриття.

Вид навантаження	Нормативне навантаження, Н/м2	Коефіцієнт надійності по навантаженню g f	Розрахункове навантаження, Н/м2
Постійне:
Власна вага   ребристої плити		1.1
Власна вага підлоги		1.2
Разом:
Тимчасове повне:		1.2
У тому числі:
Тривале:		1.2
Короткочасне:		1.2
Повне навантаження:

Примітка до таблиці 1:

 і  – відповідно нормативне навантаження на 1 м² перекриття від власної ваги плити перекриття і підлоги;

, ,  – відповідно тимчасові нормативні навантаження: повне, тривале і короткочасне.

       Величини навантажень визначають наступним чином:

,

(2.2)

де А – площа поперечного перерізу плити;

r _зб – середня щільність залізобетону (r _зб = 25 kН/м³)

В ₁ – номінальна ширина плити.

,

(2.3)

де   h ₂ – товщина підлоги, яку приймають конструктивно;

r _п – середня щільність матеріалу підлоги (для підлоги з бетону прийняти r _п = 22 kН/м³; для підлоги з асфальтобетону – r _п = 16 kН/м³);

; .

(2.4)

де приймається по завданню.

Перший випадок

       Обчислюється коефіцієнт за формулою:

.

(2.8)

       За табл. А.6 (додаток А) в залежності від  визначають відносну висоту стиснутої зони бетону   x   та коефіцієнт   z.

       Граничне значення відносної висоти стиснутої зони бетону визначається за формулою:

,

(2.9)

де w – характеристика деформативных властивостей стиснутої зони бетону

,

(2.10)

тут a – коефіцієнт, який для важкого бетону дорівнює 0.85, для дрібнозернистого – 0.8;
   R_b – у МПа.

Виконується перевірка умови . При  потрібно збільшити висоту перерізу плити або збільшити класи бетону і арматури.

Потрібна площа перерізу розтягнутої арматури визначається:

.

(2.11)

Згідно сортаменту арматури (табл. А.7 додатку А) визначають кількість (звичайно 2 або 4 стержня) і діаметри стержнів робочої поздовжньої арматури.

Другий випадок

Обчислюється коефіцієнт  за формулою:

.

(2.12)

За табл. А.6 додатку А в залежності від  визначають відносну висоту стиснутої зони бетону   x. Виконується перевірка умови . При  потрібно збільшити товщину полиці або клас бетону, де  та  визначаються за формулами (2.9) та (2.10) відповідно.

Потрібна площа розтягнутої робочої поздовжньої арматури визначається з умови:

.

(2.13)

Згідно сортаменту арматури (табл. А.7 додатку А) визначають кількість (звичайно 2 або 4 стержня) і діаметри стержнів робочої поздовжньої арматури.

У кожному ребрі плити розміщують по одному або по два стержня поздовжньої арматури (див. рис. 2, поз. 1).

Армування ребер плити повинно бути симетричним. Прийнята згідно сортаменту площа стержнів не повинна перевищувати потрібну площу більш ніж на 5%. Діаметр стержнів поздовжньої арматури не рекомендується приймати більше 25 мм. Якщо потрібен більший діаметр, то з умов розміщення арматури потрібно збільшити ширину ребра плити.

2.5.2. Розрахунок полиці плити на місцевий згин.

Полиця плити розраховується як балка шириною b = 1 м.

~q Мпр Моп l 01

Рис. 4. Розрахункова схема полиці і епюра моментів.

Розрахунковий прогін полиці l ₀₁ дорівнює відстані у світлі між поздовжніми ребрами у верхній частині. Навантаження на 1 м² може бути прийняте (з несуттєвим перевищенням) таким же, як для плити.

Арматура по розрахунку на дію позитивного і негативних моментів встановлюється поперек полиці (див. поз. 4 у сітках С-1 і С-2 на рис. 2).

Згинальний момент для смуги шириною 1 м визначається з урахуванням часткового замурування у ребрах і обчислюється за формулою:

, kН×м,

(2.14)

де b = 1 м;

l ₀₁ – розрахунковий прогін полиці плити.

Робоча висота перерізу приймається рівною   см.

Обчислюється коефіцієнт за формулою:

.

(2.15)

За табл. А.6 додатку А у залежності від  визначається відносна висота стиснутої зони бетону   x. Аналогічно пункту 2.5.1 перевіряється умова x £ x _R.

За формулою (2.11) визначається потрібна площа перерізу арматури полиці плити.

Виконується підбір сіток для армування полиці згідно сортаменту зварних сіток (табл. А.8 додатку А) або призначається діаметр (табл. А.7, А.9 додатку А) і крок робочої та розподільної арматури.

2.5.3. Розрахунок плити за перерізом, похилим до поздовжньої осі.

Міцність похилих перерізів ребристої плити на дію поперечної сили забезпечується встановленням у її ребрах поперечної арматури (хомутів) діаметром d_sw, який призначається у залежності від діаметру поздовжньої арматури за умов зварювання (табл. А.9 додатку А). Площа перерізу А_sw для двох стержнів визначається за табл. А.7 додатку А.

Потім призначається відстань між поперечними стержнями уздовж елементу (крок хомутів) S_w із врахуванням наступних конструктивних вимог:

а) на приопорних ділянках (які при рівномірно розподіленому навантаженні дорівнюють l ₀ /4) крок поперечних стержнів не повинен перевищувати:

при висоті перерізу h £ 450 мм: S_w £ h /2 £ 150 мм;

при висоті перерізу h > 450 мм: S_w £ h /3 £ 500 мм;

б) на іншій ділянці прогіну (середній) S_w £ 0.75 h £ 500 мм.

       Зусилля у хомутах на одиницю довжини елементу для приопорної ділянки визначається як:

.

(2.16)

Виконується перевірка умови

,

(2.17)

де j _{b 3} – коефіцієнт, що приймають для важкого бетону рівним 0.6, для дрібнозернистого – 0.5;

   j _n – коефіцієнт, що враховує вплив поздовжніх сил. Приймається = 0 при відсутності
        поздовжніх сил;

j _f – коефіцієнт, що враховує вплив стиснутих полиць у таврових і двотаврових елементах:

,

(2.18)

при цьому b ¢ _f приймається не більше b + 3 h ¢ _f.

При врахуванні звисів таврового перерізу поперечна арматура ребра балки повинна бути надійно заанкерована у полиці і її кількість повинна бути не менше = 0.0015. Якщо дана умова не виконується, треба або зменшити крок поперечних стержнів, або збільшити їх діаметр.

Довжина проекції небезпечної похилої тріщини на поздовжню вісь елементу дорівнює:

,

(2.19)

де j _{b 2} – коефіцієнт, що враховує вплив виду бетону (для важкого бетону = 2, для дрібнозернистого j _{b 2} = 1.7).

Одержане значення с ₀ приймається в межах не більше 2 h ₀ та не більше значення с, а також не менше h ₀.

Значення с визначається за формулою:

,

(2.20)

де Q – поперечна сила від розрахункового навантаження в перерізі у опори.

Далі визначається величина поперечної сили, яку сприймають поперечні стержні:

.

(2.21)

Величина поперечної сили, яку сприймає бетон:

.

(2.22)

Міцність плити по похилому перерізу перевіряється з умови:

.

(2.23)

Перевірка міцності плити по похилій смузі між похилими тріщинами виконується за умовою:

.

(2.24)

В умові (2.24)  – коефіцієнт, що враховує вплив поперечних стержнів, нормальних до поздовжньої осі елементу:

,

(2.25)

де . Модуль пружності бетону E_b приймаємо за табл. А.2 додатку А, модуль пружності сталі E_s – за табл. А.4…А.5.

 – коефіцієнт, що визначається за формулою:

,

(2.26)

де   b  – коефіцієнт, який приймається рівним для важкого і дрібнозернистого бетону 0.01;

   R_b – у МПа..

       Якщо умови (2.23) і (2.24) не виконуються, то потрібно збільшити діаметр поперечних стержнів або зменшити їх крок, або збільшити ширину ребер плити, а потім знову виконати розрахунок.

2.5.4. Розрахунок плити на дію навантажень, що виникають при її підніманні та монтажу.

Піднімання та монтаж плити здійснюється на монтажних петлях, що установлюються у поздовжніх ребрах.

Розрахунок полягає у підборі монтажної арматури (див. поз. 3, рис. 2) і визначенні діаметру арматури монтажних петель. За розрахункову схему приймається двохконсольна балка (рис. 5). Відстань між опорами приймається рівною відстані між петлями для монтажу плити – приблизно 0.6 l.

a = 0.2 l a = 0.2 l l 0.6 l q в.в.

Рис. 5. Розрахункова схема плити при підйомі, монтажу; епюра моментів.

Навантаженням є власна вага плити з урахуванням коефіцієнту динамічності k = 1.4.

.

(2.27)

Негативний згинальний момент у перерізі визначається як:

.

(2.28)

       Обчислюється коефіцієнт за формулою:

.

(2.29)

де b – ширина ребра розрахункового поперечного перерізу (див. рис. 3).

За табл. А.6 додатку А в залежності від  визначається відносна висота стиснутої зони бетону   x  і перевіряється умова  (аналогічно пункту 2.5.1).

Потрібна площа перерізу монтажної арматури визначається як:

.

(2.30)

Діаметр двох стержнів монтажної арматури приймається за табл. А.7 додатку А.

2.5.5. Визначення діаметрів арматури монтажних петель.

Потрібна площа поперечного перерізу однієї петлі визначається за формулою:

.

(2.31)

Для монтажних петель елементів збірних залізобетонних конструкцій приймається гарячекатана арматурна сталь класу А-І.

За потрібною площею А _sn приймається діаметр монтажної петлі згідно табл. А.7 додатку А.

Додаток А

                                                                                                                                                                                                   Таблиця  А.1

Розрахункові опори  бетону для граничних станів першої  групи   R _b і   R _bt, МП а

Розрахункові параметри