Расчёт и конструирование монолитной балочной плиты

Введение

Курсовой проект по дисциплине “ Строительные конструкции “ включает в себя расчет и конструирование пустотного перекрытия многоэтажных гражданских и промышленных зданий в двух вариантах – сборном и монолитном. В сборном варианте выполняется компоновка конструктивной схемы перекрытия, расчет и конструирование ребристой плиты, бетонной внецентренно сжатой колонны со стыком. В монолитном варианте выполняется компоновка конструктивной схемы ребристого перекрытия, расчет и конструирование плиты и второстепенной балки.

Выбор рационального варианта производят на основании сравнения технико-экономических показателей перекрытия в зависимости от назначения здания, конструктивных размеров, архитектурного оформления потолка, размеров помещений, эксплуатационных требований. При прочих равных условиях предпочтение отдают варианту с более высокими технико-экономическими показателями.

Расчёт и конструирование междуэтажного ребристого перекрытия в монолитном железобетоне

Примеры расчетов приведены для следующих расчетных данных: размеры здания в плане (в метрах) А х В = 30×49; тип здания - промышленное; количество этажей – 5; высота этажей Н_эт = 3,1 м; толщина каменных стен – 51 см; район строительства г. Мозырь; плита: бетон C20/25, арматура S500; второстепенная балка: бетон C20/25, арматура S500; нормативная временная нагрузка на перекрытие р^H = 4,05 кН /м ².

Выбор рационального расположения главных и второстепенных балок

Выбор рационального варианта производят на основании сравнения технико-экономических показателей перекрытия в зависимости от назначения здания, конструктивных размеров, архитектурного оформления потолка, размеров помещений, эксплуатационных требований и т. п. При прочих равных условиях предпочтение отдают варианту с более высокими технико-экономическими показателями.

Для выбора более рационального варианта расположения главных и второстепенных балок составляется две схемы плана здания, в которых варьируются направления и величины пролетов главных и второстепенных балок. При этом пролет главных балок l_mb рекомендуется принимать (6…9) м; второстепенных - l_sb = (5...7) м; плиты - l_s = (1,5...2,7) м. В перекрытиях с балочными плитами расположение главных и второстепенных балок выбирают так, чтобы соблюдалось условие l_sb / l_s ≥ 2 . Ориентировочно высоту главных балок можно принимать в пределах h _mb = (1/8... 1/15)∙l_mb; второстепенных h_sb = (1/8...1/15)∙l_sb. Ширину балок принимают равной b = (0,3 ... 0,5)∙h. При h ≤ 60 см высоту балок принимают кратной 5 см; при h > 60 см - кратной 10 см.

Крайние пролеты плит и второстепенных балок могут быть несколько меньше средних, но не более чем на 20 % .

Об экономичности варианта разбивки сетки колонн и балок можно судить по значению приведенной толщины бетона, которая представляет собой объем бетона плиты, балок и колонн, отнесенный к 1 м² перекрытия. К дальнейшей разработке принимается вариант расположения второстепенных и главных балок, для которого приведенная толщина бетона будет наименьшей.

Составляем два варианта расположения главных и второстепенных балок (рисунки 1.1 и 1.2).

Вариант 1

l_mb = 8100 мм; l_mb^кр = 6900 мм; l_sb = 7000 ; l_s = 2700;

L_s = 2,7 м; L_sb = 7,0 м; L_mb = 8,1 м;

n_s =7; n_sb = 7; n_mb = 4;

γ_n = 1,0; H_fl = 3,1 м; n_fl = 5;

γ_n = 1,5; g_k = 0; q_k = 4,05 кн/м².

Рисунок 1.1 - Схема монолитного междуэтажного перекрытия (вариант 1)

Толщину плиты перекрытия для обоих вариантов принимаем равной t_f^‘ = 70 см. По эмпирическим формулам вычисляем приведенную толщину бетона.

Вариант 2

l_mb = 7000; l_sb = 6000; l _s = 2450;

L_s = 2,45 м; L_sb = 6,0 м; L_mb = 7,0 м;

n_s = 20; n_sb = 5; n_mb = 7;

γ_n = 1; H_fl = 3,1; n_fl = 5;

γ_n = 1,5; g_k = 0; q_k = 4,05 кн/м²;

Рисунок 1.2 - Схема монолитного междуэтажного перекрытия (вариант 2)

Вариант 1

Полная расчетная нагрузка на плиту:

(1.1)

где - коэффициент надежности по назначению конструкции;

- постоянная нормативная нагрузка на перекрытие;

- частный коэффициент безопасности по нагрузке;

- нормативная переменная нагрузка на межэтажное перекрытие;

- пролет плиты

(g_s+q_s)=1·(1,1(0+2,7)+1,5·4,05=9,045кн/м.

Полная расчетная нагрузка на второстепенную балку:

(1.2)

где - пролет второстепенной балки.

(g_sb+q_sb) = 9,045·2,7+0,04·1·7,0 ² = 26,38 кН/м².

Полная расчетная нагрузка на главную балку

(1.3)

где - пролет главной бетона балки.

(g_mb+q_mb) = 26,38·7,0+0,07·1·2,7·8,1² = 197,06 кН/м².

Приведенная толщина плиты

(1.4)

Приведенная толщина бетона второстепенных балок

(1.5)

где - количество пролетов плиты;

Приведенная толщина бетона главных балок

(1.6)

где - количество пролетов второстепенной балки;

Приведенная толщина бетона колонн

(1.7)

где – количество пролетов главной балки;

– число этажей;

– высота этажа.

h_c,red=(5·3,1·197,06) · (4-1) · (7-1)/(11,5·2,7·7,0·4·7)=9,03мм.

Полная приведенная толщина бетона перекрытия:

(1.8)

h_red=h_s,red+h_sb,red+h_mb,red+h_c,red =66,57+20,15+9,31+9,03 = 105,6 мм.

Вариант 2

Полная расчетная нагрузка на плиту

(g_s+q_s) = 1· (1,1(0+2,45)+1,5·4,05) = 8,77 кН/м².

Полная расчетная нагрузка на второстепенную балку

(g_sb+q_sb) = 8,77·2,45+0,04·1·6² = 22,92 кН/м².

Полная расчетная нагрузка на главную балку

(g_mb+q_mb) = 22,92·6+0,07·1·2,45·7,0² = 145,92 кН/м².

Приведенная толщина бетона плиты

h_s,red = 8,2·2,45·√8,77 = 59,46 мм.

Приведенная толщина бетона второстепенных балок

h_sb,red = 0,54· (6,0/2,45) · ³√(22,92²·6,0) · (20-1)/20 = 18,35 мм.

Приведенная толщина бетона главных балок

h_mb,red = (1,25/6,0) · ³√(145,92²·7,0) · (5-1)/5 = 8,48 мм.

Приведенная толщина бетона колонн

h_c,red = (5·3,1·145,92) · (7-1) · (5-1)/(11,5·2,45·6,0·7·5) = 9,17 мм.

Полная приведенная толщина бетона перекрытия

h_red = h_s,red+h_sb,red+h_mb,red+h_c,red = 59,46+18,35+8,48+9,17 = 95,46 мм.

К разработке принимаем второй вариант как более экономичный, так как

h_1,red = 105,6 мм; h₂,_red = 95,46мм, h_1,red > h₂,_red ; 105,6 < 95,46.

1.2 Определение предварительных размеров поперечных сечений элементов для выбранного оптимального варианта перекрытия

Толщина плиты принимается согласно [8]. Для монолитных перекрытий производственных зданий

Высоту второстепенной балки принимаем

(1.9)

где - расчетное сопротивление бетона сжатию.

где - нормативное сопротивление бетона сжатию;

- коэффициент безопасности для бетона.

Для бетона С20/25:

По конструктивным требования:

Окончательно принимаем

Ширина второстепенной балки

.

Принимаем

Высоту главной балки принимаем

(1.11)

По конструктивным требованиям

Окончательно принимаем

Ширину главной балки определяем

Окончательно принимаем

Размеры поперечного сечения квадратной колонны и определяем:

Окончательно принимаем

Расчёт и конструирование монолитной балочной плиты

Исходные данные

Нагрузка, действующая на перекрытие, состоит из постоянной и временной. Постоянная нормативная нагрузка g_k состоит из веса пола и веса железобетонной плиты с затиркой цементным раствором снизу (толщиной 0,5 см). Значение временной нормативной нагрузки q^н принимают по заданию. Расчётные постоянную «g» и временную «q» нагрузку вычисляют путём умножения нормативных на соответствующие коэффициенты безопасности по нагрузке, т. е.

g = Σg_n·γ_fi , (2.1)

q = q_n·γ_f , (2.2)

где γ_f -коэффициент безопасности по нагрузке, принимаемый по [1, приложение А].

Полная расчётная нагрузка на 1м² перекрытия составит

F_d=G_d+Q_d. (2.3)

Подсчёт нагрузок производим в табличной форме (таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Нагрузки, действующие на 1м² плиты

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кПа	Коэффициент безопасности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кПа
Асфальтобетон t = 20мм,	0,44	1,35	0,594
Лёгкий бетон t=60мм,	0,36	1,35	0,486
Собственный вес плиты ,	1,75	1,35	2,363
Итого: постоянная Gk	2,55	1,35	Gd = 3,4425
временная Qk	10,33	1,5	Qd = 15,495
полная	Fk = 12,87		Fd = 18,983

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: