Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины
ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ
Кафедра железобетонных конструкций
М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я
к выполнению курсового проекта № 1 по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции»
(для студентов по специальности 6.092101 – Промышленное и гражданское строительство – дневной формы обучения)
УТВЕРЖДЕНО: |
УТВЕРЖДЕНО: |
|
||
на заседании учебно-методического |
на заседании кафедры ЖБК |
|||
совета |
« 13 » 10 |
2011 г. |
||
«_5_» _12_ 2011г |
||||
|
|
|
||
Макеевка ДонНАСА 2012
1
УДК 624.012.4
Методические указания к выполнению курсового проекта1 по№ дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции» (для студентов специальности «ПГС» дневной формы обучения) /Сост. Т.Н. Виноградова, А.С. Волков, Е.А. Дмитренко - Макеевка:
ДонНАСА, 2012. - 60 с.
Методические |
указания содержат |
рекомендации |
по |
компоновке |
конструктивной |
|
схемы балочного перекрытия многоэтажного здания, требования по составу и |
объему |
|||||
проекта, последовательность выполнения |
расчетов несущих |
конструкций |
перекрытия и |
|||
узлов соединения сборных конструкций. |
|
|
|
|
|
|
Особенность |
методических указаний |
заключается в |
том, что все расчеты |
сечений |
||
железобетонных конструкций приведены в виде алгоритмов с необходимыми пояснениями и ссылками на нормативную литературу.
Расчеты железобетонных конструкций, приведенные в ″Указаниях″, базируются на строительных нормах СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции».
Составители |
Т. Н. Виноградова |
|
А. С. Волков |
|
Е. А. Дмитренко |
Рецензент |
Э. П. Брыжатый |
|
В. Н. Заявлов |
Ответственный за выпуск |
Т. Н. Виноградова |
2
Оглавление |
|
|
|
|
1. СОДЕРЖАНИЕ, ОБЪЕМ |
И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ |
ВЫПОЛНЕНИЯ |
||
ПРОЕКТА .................................................................................................................................... |
|
|
|
5 |
1.1. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ................................................................................ |
|
|
5 |
|
1.2. ОБЪЕМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА........................................................................................... |
|
|
5 |
|
2. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ |
...... 5 |
|||
2.1. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ МОНОЛИТНОГО БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ |
....... 5 |
|||
2.2. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ .............. |
6 |
|||
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ |
ЭЛЕМЕНТОВ |
МОНОЛИТНОГО |
||
БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ ................................................................................................. |
|
|
8 |
|
3.1. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МОНОЛИТНОЙ ПЛИТЫ БАЛОЧНОГО ТИПА .......................... |
8 |
|||
3.2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ВТОРОСТЕПЕННОЙ БАЛКИ............................................... |
|
13 |
||
3.2.1. Статическая |
расчетная схема и расчетные пролеты второстепенной |
|||
балки.................................................................................................................. |
|
|
|
13 |
3.2.2. Расчет нагрузок на второстепенную балку ................................................... |
|
14 |
||
3.2.3. Расчетные усилия во второстепенной балке ................................................. |
|
14 |
||
3.2.4. Выбор материалов ........................................................................................... |
|
|
14 |
|
3.2.5. Проверка достаточности принятых размеров поперечного сечения |
||||
второстепенной балки по расчетным усилиям М и Q.................................... |
|
15 |
||
3.2.6. Расчет продольной арматуры второстепенной балки ................................. |
|
17 |
||
3.2.7. Расчет поперечной арматуры второстепенной балки ................................. |
|
19 |
||
3.2.8. Конструирование второстепенной балки. |
..................................................... |
|
21 |
|
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ |
КОНСТРУКТИВНЫХ |
ЭЛЕМЕНТОВ СБОРНОГО |
||
БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ ............................................................................................... |
|
|
24 |
|
4.1. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ....................................................... |
|
|
24 |
|
4.1.1. Выбор материалов для плиты ......................................................................... |
|
|
24 |
|
4.1.2. Расчет нагрузки на плиту сборного перекрытия...................................... |
|
25 |
||
4.1.3. Назначение размеров сечения плиты .............................................................. |
|
|
25 |
|
4.1.4. Статический расчет плиты ........................................................................... |
|
|
25 |
|
4.1.5. Расчет продольной арматуры ребер плиты .................................................. |
|
28 |
||
4.1.6. Расчет поперечной арматуры ребер плиты .................................................. |
|
28 |
||
4.1.7. Расчет полки ребристой плиты на местный изгиб ....................................... |
|
28 |
||
4.1.8. Расчет монтажной петли для плиты перекрытия ....................................... |
|
32 |
||
4.1.9. Расчет передаточной прочности бетона Rbp и начального контролируемого |
||||
напряжения scon для преднапряженной плиты ............................................. |
|
32 |
||
4.2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕРАЗРЕЗНОГО РИГЕЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ........................... |
|
33 |
||
4.2.1. Расчетные пролеты и расчетная схема ригеля ............................................. |
|
33 |
||
4.2.2. Расчет нагрузки на ригель .............................................................................. |
|
|
33 |
|
4.2.3. Статический расчет ригеля ........................................................................... |
|
|
34 |
|
4.2.4. Выбор материалов для ригеля ......................................................................... |
|
|
36 |
|
4.2.5. Проверка достаточности размеров сечения ригеля ..................................... |
|
36 |
||
4.2.6. Расчет продольной арматуры ригеля ............................................................. |
|
|
36 |
|
3
4.2.7. Расчет поперечной арматуры ригеля ............................................................. |
38 |
4.2.8. Конструирование ригеля .................................................................................. |
38 |
4.2.9. Проектирование стыка неразрезного ригеля на колонне ............................... |
40 |
4.3. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОННЫ ПЕРВОГО ЭТАЖА....................... |
45 |
4.3.1. Определение расчетной продольной силы в колонне первого этажа и ее |
|
гибкости............................................................................................................ |
45 |
4.3.2. Материалы для колонны .................................................................................. |
46 |
4.3.3. Выбор расчетной схемы и расчет тела колонны ........................................... |
46 |
4.3.4. Поперечное армирование колонны .................................................................. |
48 |
4.3.5. Проектирование консоли колонны ................................................................ |
48 |
4.3.6. Проектирование стыка сборных железобетонных колонн ........................... |
52 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ....................................................................................................... |
56 |
4
1. СОДЕРЖАНИЕ, ОБЪЕМ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА
1.1. Содержание курсового проекта
Курсовой проект содержит такие разделы:
1.Компоновка конструктивной схемы перекрытия балочного типа для монолитного и сборного вариантов.
2.Проектирование конструктивных элементов монолитного балочного перекрытия:
-проектирование монолитной плиты перекрытия балочного типа;
-проектирование второстепенной балки монолитного перекрытия.
3.Проектирование конструктивных элементов сборного балочного перекрытия:
-проектирование предварительно напряженной плиты сборного перекрытия;
-проектирования неразрезного ригеля сборного перекрытия(в том числе стыка ригелей на колонне);
-расчет и конструирование колонны первого этажа(в том числе проектирование консоли колонны и стыка колонн между собой).
4.Выполнение рабочих чертежей для запроектированных конструкций.
1.2. Объем курсового проекта
Курсовой проект выполняется в составе пояснительной записки и графической части:
-объем пояснительной записки должен составлять 25¸30 стр.;
-объем графической части - три ¸четыре чертежа формата А2.
Курсовой проект рекомендуется выполнять в последовательности, которая приведена в данных «Методических указаниях».
Все расчеты следует выполнять в системе СИ единиц измерения.
2. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ БАЛОЧНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
В соответствии с заданием, конструктивная схема здания в курсовом проекте должна быть принята каркасного типа с несущими наружными стенами(так называемый, неполный каркас), или с полным каркасом, как в примере [3, с. 652]. Студент может выбрать любой из
приведенных типов каркасов. |
В «Указаниях» использовано конструктивное |
решение |
перекрытия для здания с неполным каркасом. |
|
|
Согласно заданию в |
курсовом проекте необходимо разработать |
два варианта |
балочного перекрытия: из монолитного и сборного железобетона.
При компоновке конструктивной схемы перекрытия следует принять сетку колонн,
выбрать |
направление |
расположения |
балок |
и , плитназначить тип |
и размеры всех |
|
конструктивных элементов перекрытия. |
|
|
|
|||
При этом следует учитывать, что наибольшая длина температурного блока здания |
||||||
составляет |
60 метров. |
Поэтому |
при |
длине |
здания, превышающей |
60 м, следует |
предусмотреть деформационный шов, который удобно устроить посредине длины здания, чтобы он разделял его на два однотипных блока(для обеспечения унификации конструкций, технологичности возведения здания, и т.д.).
2.1. Компоновка конструктивной схемы монолитного балочного перекрытия
Монолитное балочное перекрытие состоит из главных, второстепенных балок и монолитной плиты, объединяющей все балки (рис. 2.1).
Главные балки располагают по осям колонн(т.е. они опираются на колонны, а в крайних пролетах – на стены). Пролеты главных балок составляютlгл.б. = 6 ÷ 8 м. Второстепенные балки располагают таким образом, чтобы в пределах пролета одна из них
5
обязательно совпадала с осью колонны(для частичной разгрузки главной балки). Длина второстепенных балок составляет lв.б. = 5 ÷ 7 м, при условии lв.б.≤ lгл.б.. Шаг второстепенных S балок принимать в пределах S = 1.7 ¸ 3.7 м.
Минимальную толщину плиты монолитного перекрытия hf¢ принимать в соответствии
срекомендациями:
-при pn = (2,5 ¸ 5,0) кН/м2 ......................... hf¢ = 60мм;
-при pn= (5,5 ¸ 10,0) кН/м2 ........................ hf¢ = (70 ¸ 80) мм;
-при pn > 10,0 кН/м2 ................................. hf¢ = (90 ¸ 100) мм.
При компоновке монолитного перекрытия шаг второстепенных балок S принимать по табл. 2.1 в зависимости от толщины плиты hf¢ и нормативной нагрузки на перекрытииpn, указанной в задании на проект.
Рекомендации по компоновке монолитного ребристого перекрытия: |
Таблица 2.1 |
||||||
|
|||||||
Толщина плиты |
Шаг второстепенных балок ″S″ (м) при значении полезной нагрузки |
||||||
hf¢ (мм) |
|
pn (кН/м2), равной: |
|
|
|
||
|
3.0 |
5.0 |
7.5 |
|
10.0 |
|
15.0 |
60 |
2.4 |
2 ¸ 2,2 |
1.6 ¸ 1.8 |
|
- |
|
- |
70 |
2.8 |
2,4 ¸ 2.6 |
2.0 ¸ 2.2 |
|
1.7 ¸ 1.9 |
|
- |
80 |
- |
2.9 ¸ 3.1 |
2.2 ¸ 2.4 |
|
1.9 ¸ 2.1 |
|
1.6 ¸ 1.8 |
Предварительные размеры поперечных сечений балок перекрытия принять, используя рекомендуемые соотношения:
- |
для второстепенной балки: |
|
æ 1 |
|
|
|
|
1 |
ö |
bв.б. @ (0,33 ¸ 0,5)hв.б.; |
||||
hв.б. @ |
èç |
|
|
¸ |
|
|
|
ø÷ lв .б.; |
||||||
12 |
20 |
|||||||||||||
- |
для главной балки: |
hг.б. @ |
æ 1 |
|
¸ |
|
|
1 ö |
lг.б.; |
bг.б. @(0,33¸0,5)hг.б.. |
||||
èç |
|
|
|
|
ø÷ |
|||||||||
8 |
|
15 |
||||||||||||
Здесь lв.б., lг.б – соответственно, пролеты второстепенной и главной балок в плане перекрытия (их наибольшие значения, если есть несколько их типоразмеров).
Все размеры принимать кратными 50 мм в соответствии с требованиями унификации (если размер поперечного сечения превышает 500 мм, то кратными 100 мм).
В пояснительной записке необходимо привести эскизы сечений балок и отобразить на них все принятые размеры(например, рис. 3.4, на котором приведено сечение второстепенной балки).
2.2. Компоновка конструктивной схемы сборного балочного перекрытия
Сборное балочное перекрытие состоит из ригелей, которые опираются на колонны или несущие стены здания, и плит перекрытия заводского изготовления, которые опираются на ригели. При этом ригели могут располагаться как в продольном , так и в поперечном направлении здания.
«Сетка» колонн в гражданских многоэтажных зданиях кратна модулю0.4 м (то есть составляет 2.6 ¸ 6.8 м), а в промышленных – 3 м (т.е. равняется 6 ¸ 12 м). При выполнении курсового проекта допускается не придерживаться последних рекомендаций относительно сетки колонн.
Количество пролетов ригеля может составлять 2от¸3 до 5¸6 в зависимости от принятого их расположения(вдоль или поперекздания). На рис. 2.1 приведена конструктивная схема перекрытия с ригелями в поперечном направлении здания в плане.
Типы поперечных сечений элементов перекрытия и их размеры в курсовом проекте должны быть приняты унифицированными согласно стандартам в строительстве.
6
А |
Б |
|
Рис. 2.1. Конструктивная схема балочного перекрытия (слева – монолитный вариант перекрытия, справа – сборный). S – шаг второстепенных балок (равен пролету плиты);
Lв.б , Lг.б –длина второстепенных и главных балок, соответственно;
ВБ-1, ГБ-1 – второстепенные и главные балки монолитного перекрытия, соответственно; ПП-1, ПП-2 – сборные плиты перекрытия; Р-1, Р-2 – сборные ригели перекрытия; К-1 – колонны;
МП-1 – монолитная плита, размерами на температурный блок здания; Впл, К, Nпл – соответственно, ширина основной сборной плиты перекрытия ПП-1, доборной плиты ПП-2 и количество плит на участке длиной С.
А, Б - соответственно, поперечный и продольный разрезы перекрытия, совмещенные с планом.
7