Методичні вказівки дають можливість виконання курсового проекту № 1 з курсу Залізобетонні конструкції

 

Методичні вказівки до курсового проекту №1 з курсу “Залізобетонні та кам’яні конструкції” для студентів спеціальності “Промислове та цивільне будівництво” всіх форм навчання / Укладачі М.М. Битько, В.М. Величко. – Черкаси ЧДТУ 2003 – 72 с.

 

Методичні вказівки дають можливість виконання курсового проекту № 1 з курсу “Залізобетонні конструкції”. Приведені методика та алгоритми розрахунку монолітної плити перекриття, другорядної балки, панелі та рігеля за першою і другою групою граничних станів.

 

 

Укладачі : Микола Макарович Битько

Валентина Миколаївна Величко

 

Рецензент: Отмані Лариса Віталіївна

 

 

Зміст

Стор.

Загальні вказівки 5

1 Завдання до курсового проекту 6

1.1 Склад курсового проекту 6

1.1.1 Розрахункова частина 6

1.1.2 Графічна частина 7

1.2. Оформлення курсового проекту 12

1.3. Графік виконання проекту 12

2 Розрахунок і конструювання монолітного ребристого залізобетонного перекриття з балочними плитами 13

2.1. Компонування та конструктивні рішення 13

2.2. Техніко-економічне порівняння варіантів 14

2.3. Розрахунок і конструювання монолітної плити 15

2.3.1. Збір навантажень на 1 м² плити 15

2.3.2. Визначення згинаючих моментів і перерізу робочої арматури

в розрахункових прогонах плити 15

2.3.3. Армування багатопрогонових плит 18

2.4. Особливості розрахунку і конструювання другорядної балки 19

2.4.1. Розрахунок на статичне навантаження 19

2.4.2. Розрахунок міцності другорядної балки на дію згинаючого моменту (за нормальним перерізом) 20

2.4.3 Розрахунок міцності другорядної балки на дію поперечної сили (за похилим перерізом) 23

2.4.4 Епюра матеріалів 25

3 Збірний варіант крупнопанельного балочного перекриття 30

3.1. Конструктивні схеми каркасів будівлі, компонування планів 30

3.2. Панелі перекриття 34

3.2.1 Розрахунок панелей 34

3.2.2 Розрахунок панелей за першою групою граничних станів 37

3.2.3 Розрахунок міцності похилих перерізів 38

3.2.4 Розрахунок панелі за другою групою граничних станів 38

3.2.5 Розрахунок панелі по розкриттю тріщин 42

3.3 Розрахунок і конструювання ригеля 43

3.3.1 Конструктивний розрахунок ригеля 47

3.4 Розрахунок і конструювання колон 48

3.4.1 Конструювання колон 49

3.5 Розрахунок і конструювання стиків 49

3.5.1 Стик ригеля з колоною 50

3.5.2 Розрахунок і конструювання стику колон 51

4 Кам’яні конструкції 54

4.1 Розрахунок стіни підвалу 54

 

Стор.

5 Вказівки щодо оформлення пояснювальної записки та робочих

креслень 55

Література 58

Додаток 1 60

Додаток 2 61

Додаток 3 62

Додаток 4 63

Додаток 5 64

Додаток 6 65

Додаток 7 70

Додаток 8 71

 

 

 

Мета цих методичних вказівок до курсового проекту №1 – надання допомоги студенту у виборі й вивченні навчального матеріалу при розробці проекту.

У вказаних даних подані короткі відомості про основні принципи розрахунку та конструювання залізобетонних конструкцій.

Інженерні розрахунки і конструювання залізобетонних конструкцій студент повинен виконувати відповідно до діючих норм з використанням нормативної, довідкової та навчальної літератури, наведеної в кінці методичних вказівок.

 

 

ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ

Залізобетонні перекриття – основний вид перекриття в будівництві. Вони мають такі переваги, як велика несуча здатність, гігієнічність,… Залізобетонні перекриття за методом виробництва можуть бути збірні, монолітні… Найбільш поширені в практиці будівництва монолітних перекриттів – ребристі перекриття з балочними плитами. В таких…

ЗАВДАННЯ ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

Основні вихідні дані до виконання курсового проекту приймаються за таблицею 1.2. Номер варіанта завдання, а також номер групи для визначення… Завдання до виконання курсового проекту містить у собі такі вихідні дані: 1. Для монолітного ребристого перекриття:

Продовження таблиці 1.1

 

 

	26,0х44,0	26,2х43,7	28,3х48,3	29,5х59,5	В20	А-І	9,8	10,5	5,0	13,0	Дошка
	26,5х44,5	26,7х44,2	28,8х48,8	30,0х60,0	В15	А-П	10,5	11,0	8,5	6,5	Асфальт
	27,0х45,0	27,2х44,7	29,3х49,3	30,5х60,5	В12,5	А-І	8,5	10,5	6,5	13,0	Те саме
	27,5х45,5	27,7х45,2	29,8х49,8	31,0х61,0	В20	А-П	11,0	12,5	6,0	8,0	Лінолеум
	28,0х46,0	28,2х45,7	30,3х50,3	31,5х61,5	В20	А-І	6,5	12,0	8,0	10,0	Дошка
	28,5х46,5	28,7х46,2	30,8х50,8	32,0х62,0	В12,5	А-П	11,5	11,0	7,0	5,5	Те саме
	29,0х47,0	29,2х46,7	31,3х53,0	32,5х62,5	В15	А-І	12,5	11,5	8,5	6,5	Асфальт
	29,5х47,5	29,7х47,2	31,8х51,8	33,0х63,0	В20	А-П	5,5	8,5	10,0	13,5	Лінолеум
	30,0х48,0	30,2х47,7	32,3х52,3	33,5х63,5	В25	А-І	7,0	7,5	11,5	5,5	Дошка
	30,0х48,5	30,7х48,2	32,8х52,8	34,0х64,0	В25	А-П	8,0	6,0	9,0	12,5	Паркет
	31,0х49,0	31,2х48,7	33,3х53,3	34,5х64,5	В20	А-І	11,5	5,5	8,0	13,0	Те саме
	31,5х49,5	31,7х49,2	33,8х53,8	35,0х65,0	В15	А-П	11,0	6:6	8,0	9,5	Лінолеум
	32,0х50,0	32,2х49,7	34,3х54,3	35,5х65,5	В12,5	А-І	8,0	7,0	12,0	9,5	Плитка
	32,5х50,5	32,7х50,2	34,8х54,8	36,0х66,0	В20	А-П	8,5	10,5	6,0	9,0	Бетон

 

Таблиця 1.2 - Дані для проектування збірного варіанта перекриття

 

Но- мер варі- анта	Корисне нормативне навантаження на перекриття, кН/м2	Форма перерізу ригеля	Кількість поверхів
	2,0	3,5	5,0	8,0	П	П.з.п.	Т.п.г.	Т.п.н.
	7,5	2,5	4,0	5,5	П.з.п.	Т.п.г.	Т.п.н.	П
	3,0	4,5	6,0	7,0	Т.п.г.	Т.п.н.	П.	П.з.п.
	7,0	5,5	2,5	4,0	П.	П.з.п.	Т.п.г.	Т.п.н.
	1,5	3,0	8,0	4,0	П.з.п.	Т.п.г.	П	Т.п.н.
	2,0	8,0	4,5	5,5	Т.п.г.	Т.п.н	П.з.п.	П.
	2,5	3,5	5,5	7,5	Т.п.н	П.	Т.п.н.	П.з.п.
	8,0	6,5	4,0	3,0	П.	П.з.п.	Т.п.н.	Т.п.г.
	7,0	6,0	5,0	3,5	П.з.п.	Т.п.н.	П.	П.з.п.
	4,0	6,0	2,5	8,0	Т.п.г.	Т.п.н.	П.	П.з.п.
	4,5	6,5	8,0	3,5	Т.п.н.	П.	Т.п.г.	П.з.п.
	2,0	4,0	6,0	8,0	П.	П.з.п.	Т.п.н.	Т.п.г.
	8,0	6,0	4,0	2,0	П.з.п.	Т.п.н.	П.	Т.п.г.
	7,5	5,5	3,5	1,5	Т.п.г.	Т.п.г.	П.	П.з.п.
	1,5	7,5	5,5	3,5	Т.п.н.	П.	П.з.п.	Т.п.г.
	3,0	1,5	7,5	5,5	П.	П.з.п.	Т.п.г.	Т.п.н.
	5,0	3,0	1,0	7,5	П.з.п.	Т.п.н.	П.	Т.п.г.
	8,0	7,0	5,0	2,5	Т.п.г.	П.	П.з.п.	Т.п.м.
	2,5	8,0	7,0	5,0	Т.п.н.	П.з.п.	П.	Т.п.г.
	5,0	2,5	8,0	7,0	П.	Т.п.н.	Т.п.г.	П.з.п.
	7,0	5,0	2,5	8,0	П.з.п.	Т.п.г.	Т.п.н.	П.
	6:6	4,5	3,0	1,0	Т.п.г.	П.	Т.п.н.	П.з.п.
	1,0	6,5	5,5	3,0	Т.п.н.	П.з.п.	П.	Т.п.г.
	3,0	1,0	6,5	3,5	П.	Т.п.н.	П.з.п.	Т.п.н.
	8,0	5,5	3,0	1,0	П.зп.	Т.п.г.	П.	Т.п.н.
	1,5	8,0	5,5	2,5	Т.п.г.	П.	Т.п.н.	П.з.п.
	9,0	6,0	3,0	1,0	Т.п.н.	П.з.п.	Т.п.г.	П.
	7,5	9,0	6,0	3,0	П.	Т.п.н.	П.з.п.	Т.п.г.
	2,5	7,5	9,0	6,5	П.з.п.	Т.п.г.	П.	Т.п.н.
	6,5	2,5	7,5	9,0	Т.п.г.	П.	П.з.п.	Т.п.н.

 

 

Продовження таблиці 1.2

 

Висота поверху	Клас бетону	Клас сталі	Тип підлоги	Район будівництва	Розміри будівлі
під-валь-ного	пер-шого	нас- туп- них
3,0	4,8	3,6	В20	А-І; А-ІІІ	Дошка	Київ	12х36
3,0	4,8	4,8	В25	А-І; А-ІІ	Бетон	Воркута	12х42
2,8	6,0		В30	А-ІІ; А-ІІІ	Паркет	Владивосток	12х48
2,8	6,0	3,6	В35	А-І; А-ІІ	Паркет	Хабаровськ	12х54
3,2	4,8	3,2	В20	А-І; А-ІІ	Лінолеум	Рівне	12х60
3,2	4,8	3,2	В25	А-ІІ; А-ІІІ	Лінолеум	Полтава	12х36
3,0	7,2	4,8	В30	А-І; А-ІІІ	Мозаїка	Рига	12х42
2,8	7,2	4,8	В35	А-ІІ; А-ІІІ	Мозаїка	Кіровськ	12х48
2,8	6,0	3,6	В25	А-І; А-ІІ	Паркет	Ялта	12,54
3,0	4,8	3,2	В30	А-ІІ; А-ІІІ	Паркет	Петербург	12х60
3,0	4,8	4,8	В35	А-І; А-ІІІ	Бетон	Москва	12х36
2,8	7,2	3,6	В20	А-І; А-ІІ	Дошка	Таллінн	12х42
2,8	7,2	3,8	В25	А-V; А-ІІІ	Дошка	Одеса	12х48
3,0	6,0	4,8	В30	А-І; А-ІІІ	Бетон	Пенза	12х54
3,0	3,6	6,0	В35	Вр-І; А-ІІІ	Мозаїка	Уфа	12х60
2,8	3,6	6,0	В20	Вр-І; А-ІІ	Мозаїка	Псков	12х36
2,8	3,0	3,2	В25	А-І; А-ІІІ	Паркет	Орел	12х42
3,2	3,6	3,6	В30	А-І; А-ІІ	Лінолеум	Харків	12х48
3,2	3,6	3,6	В35	Вр-І; А-ІІІ	Лінолеум	Магадан	12х54
3,0	3,0	3,2	В20	Вр-І; А-ІІ	Паркет	Самара	12х60
3,0	6,0	3,2	В25	А-І; А-ІІІ	Паркет	Душанбе	12х36
2,8	4,8	4,8	В30	А-І; А-ІІ	Бетон	Нікополь	12х42
2,8	3,0	4,8	В35	Вр-І; А-ІІІ	Бетон	Воронеж	12х48
3,8	4,8	6,0	В20	Вр-І; А-ІІ	Мозаїка	Смоленськ	12х54
3,0	4,8	6,0	В25	А-І; А-ІІ	Мозаїка	Брест	12х60
3,2	6,0	4,8	В30	А-І; А-ІІІ	Бетон	Волгоград	12х36
3,2	6,0	3,2	В35	Вр-І; А-ІІ	Паркет	Тула	12х40
2,8	3,6	8,2	В20	А-І; А-ІІІ	Паркет	Омськ	12х48
2,8	3,6	4,8	В25	А-І; А-ІІ	Бетон	Львів	12х54
3,0	3,2	3,6	В30	А-ІІІ; Вр-І	Дошка	Мінськ	12х60

Умовні позначки:

П.з.п. – ригель прямокутний з підрізкою;

Т.п.н. – ригель тавровий полицею вниз;

Т.п.г. – ригель тавровий полицею вгору;

П. – ригель прямокутний.

Армування збірного перекриття виконати зварними каркасами. На кожну конструкцію збірного перекриття скласти відомість деталей специфікацію і відомість витрат сталі за ГОСТом 21.503-80 (форми 1,2,4). Розробити примітки, які характеризують умови виготовлення, транспортування та монтажу залізобетонних конструкцій.

 

1.2. Оформлення курсового проекту

 

Проект повинен бути виконаним на двох стандартних аркушах креслярського паперу (формат 594 х 841) з додатком. До нього входять пояснювальна записка, виконана на пронумерованих стандартних аркушах (210 х 297), зміст і перелік використаної літератури.

 

1.3. Графік виконання проекту

 

№ п/п	Найменування етапів роботи	Обсяг в %	Термін виконання проекту
1.	Вибір варіанта у монолітному залізобетоні
2.	Розрахунок і конструювання балкової плити
3.	Розрахунок і конструювання другорядної балки
4.	Вибір варіанта в збірному залізобетоні
5.	Розрахунок і конструювання панелі перекриття
6.	Розрахунок і конструювання ригеля
7.	Розрахунок і конструювання збірної залізобетонної колони
8.	Розрахунок і конструювання стиків
9.	Розрахунок кам’яних конструкцій
10.	Н Д Р С
11.	Оформлення проекту

 

2 РОЗРАХУНОК І КОНСТРУЮВАННЯ МОНОЛІТНОГО РЕБРИСТОГО ЗАЛІЗОБЕТОННОГО ПЕРЕКРИТТЯ З БАЛОЧНИМИ ПЛИТАМИ

 

2.1. Компонування та конструктивні рішення

 

Розташування головних і другорядних балок вибирають так, щоб відношення .

Прогін головної балки повинен бути кратним кроку другорядних балок, а саме: колона розташовується в місці перетину головної та другорядної балок.

Сітка колон призначається відповідно до оптимальних прогонів головних і другорядних балок, які рекомендується брати рівними:

а) головних балок -

б) для другорядних балок -

в) для плити: при загальному нормативному навантаженні на плиту:

Орієнтовано висота балок береться:

Ширина балок

Мінімальна товщина плити береться за (10, п.5.3).

У балках і плитах рекомендується крайні прогони робити меншими середніх. При цьому необхідно стежити за тим, що різниця в позначеннях розрахункових прогонів (крайнього та середнього) не перевищувала 10% для другорядних балок і 20% для плит.

Таке зменшення крайніх прогонів, у порівнянні з середніми, приводить до вирівнювання в них згинаючих моментів за рахунок перерозподілу зусиль, що спрощує армування.

Згідно із завданням для заданих розмірів необхідно скомпонувати дві схеми монолітного ребристого перекриття з балочними плитами. На одній схемі позначення головних балок потрібно розташувати вздовж будівлі, на іншій впоперек, після чого студент повинен зробити техніко-економічне порівняння варіантів.

Перевагу слід віддати варіанту з більш високими техніко-економічними показниками.

 

 

2.2. Техніко-економічне порівняння варіантів

 

Техніко-економічне порівняння варіантів є одним з розділів Н Д Р С.

Про економічність варіанта розташування колон і балок можна судити за значенням приведеної товщини бетону перекриття , який являє собою об’єм бетону плити, колон, головних та другорядних балок що віднесені до 1 м² перекриття. Оскільки при визначенні варіанта показник балок і колон невідомий, то для орієнтовного визначення їх приведеної товщини пропонуються формули (23):

а) приведена товщина плити, см:

;

 

б) приведена товщина бетону другорядної балки, см:

;

в) приведена товщина бетону головних балок, см;

;

г) приведена товщина бетону колон, см:

;

де Р – тимчасове нормативне навантаження, кН/м²·10²/;

; ; - прогони плити, м;

– число поверхів, які передають навантаження на розглянуту колону.

Знак “-” – застосовується для перекриттів, обпертих по контуру на несучу стіну; знак “+”- для перекриттів, які мають по контуру обрамляючі балки.

Висота плити приймається відповідно до (9, п.5.3.).

Сумарна приведена товщина бетону визначається за формулою:

;

Для розробки береться варіант, для якого має менше значення.

 

 

2.3. Розрахунок і конструювання монолітної плити

 

2.3.1. Збір навантажень на 1 м² плити

Збір навантажень ведемо в табличній формі (таблиця 2.1)

Таблиця 2.1. – Навантаження на 1 м² монолітної плити

№ п/п	Навантаження	Нормативне навантаження, Н/м2	Коефіцієнт надійності за навантаженням	Розрахункове навантаження, Н/м2
	Постійне навантаження: конструкція підлоги конструкція плити Разом постійне навантаження
	Тимчасове (корисне) навантаження
	Повне навантаження

 

Класифікацію навантажень та коефіцієнт надійності дивись (11).

 

2.3.2. Визначення згинаючих моментів і перерізу робочої арматури в розрахункових прогонах плити.

 

За розрахункове значення прогону плити (рисунок 2.1) прийнято значення для середніх прогонів і для крайніх прогонів , де - відстань між гранями другорядних балок; - відстань від середньої площадки опирання на стіні до грані другорядної балки.

Рисунок 2.1

Для розрахунку плити в короткому напрямку виділяємо смугу шириною 100 см.

Розрахункова схема плити являє собою нерозрізну п’ятипрогонову статично невизначену балку, опорами якої є другорядні балки (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2

 

При кількості прогонів більше п’яти, розрахункова схема береться як для п’ятипрогонової балки.

Розрахункові згинаючі моменти визначаються з урахуванням перерозподілу зусиль внаслідок виявлення непружніх деформацій.

Розрахунок балочних плит з рівними прогонами при армуванні окремих стержнів рекомендується визначити за формулами:

а) у першому прогоні і на першій проміжній опорі

;

б) у середніх прогонах і на середніх опорах

.

Товщину плити кінцево визначають розрахунком за найбільшим згинаючим моментом, виходячи з оптимального процента армування.

Процент армування балочних плит повинен знаходитись у межах 0,5...0,7% (9; п. 5.16). Задавшись процентом армування , вираховуємо відносну висоту стисненої зони бетону :

.

Знаючи значення (додаток 1), визначаємо значення коефіцієнта відносної несучої здатності , за яким у свою чергу, визначають :

.

Повну товщину плити визначаємо з умови

Значення захисного шару приймають з урахуванням (9, п.5.5). Розмір повної товщини плити необхідно округлити до величини, кратної 1 см (у більшу сторону). Значення повинно бути не меншим, ніж за (9, п.5.3).

Площа поперечного перерізу розтягнутої арматури плити підбирається як для елементів прямокутного перерізу, що згинаються з одинарною арматурою шириною = 100 см, висотою плити. Арматура підбирається в опорному та прогоновому перерізах за максимальними згинаючими моментами за формулами:

та

[см²]

де - розрахунковий момент у перерізі, який розглядається.

- призмова міцність бетону приймається по додатку 2 або (9, п.13, с.18);

- розрахунковий опір арматури розтягненню, який приймається по додатку 3 або (9, т.13, с.18).

У необхідних випадках значення вводять коефіцієнтом умовної роботи бетону (15, с.713) або (9, т.1.3, с.19).

- відносне плече внутрішньої пари сил, яке визначається за (15, с.146);

- робоча висота перерізу:

,

- захисний шар бетону, який приймається за (15, с.76) або (9, п.5.5);

- діаметр робочої арматури плити, який орієнтовно приймається 6...8 мм.

За отриманими площами , використовуючи сортамент арматури (додаток 4), визначаємо діаметр і кількість арматури на 1 м плити. Кількість арматури – 5 ÷ 14 стержнів.

Відстань між робочою і розподільною арматурою приймають кратною 50 мм.

 

2.3.3. Армування багатопрогонових плит

 

Монолітні плити армуються окремими стержнями або сітками. В учбових цілях у курсовому проекту армування плити виконують окремими стержнями. Таке армування може бути:

а) відокремлене – при товщині плити менше 80 мм (рисунок 2.3);

б) з відгинами – при товщині плити більше 80 мм (рисунок 2.4).

Відстань між стержнями в середній частині прогону і над опорами приймається не більше 200 мм; над опорою робочих стержнів не менше 100 мм.

Нормально до робочої арматури розташовується розподільна арматура, яка повинна складати не менше 10% площі робочої арматури і не менше 3 стержнів на 1 м (приблизно 200....300 мм).

Величина заглиблення защемлення плити балкового типу в стіну приймається в робочому напрямку не менше 120 мм і не менше 60 мм у неробочому напрямку.

Більш детально розрахунок і армування монолітної плити подано в (15, с. 675, 676; 24, с. 259-267).

При армуванні плит потрібно дотримуватися конструктивних вимог (9, пп. 5.11, 5.12).

 

 

Рисунок 2.3 – Роздільне армування плити

 

Рисунок 2.4 – Армування плити відгинами

 

 

2.4. Особливості розрахунку і конструювання другорядної балки

 

2.4.1. Розрахунок на статичне навантаження

Другорядна балка монолітного залізобетонного перекриття розраховується за схемою багато прогонової нерозрізної балки таврового перерізу, опорами якої є головні балки і зовнішні стіни. Балка завантажена рівномірно розподіленим навантаженням. При кількості прогонів більше п’яти, розрахункова схема приймається як для п’ятипрогонової нерозрізної балки.

Навантаження на 1 м другорядної балки складається з постійного і тимчасового . Розрахунковий прогін для середніх прогонів дорівнює відстані в просвітку між головними балками, а для крайніх прогонів – відстані між центром ваги площадки опору її на стіну і гранню головної балки.

Постійне навантаження на 1 м балки визначається множенням постійного навантаження на 1 м² плити, помноженої на крок другорядних балок, плюс власна маса 1 м її ребра.

Тимчасове навантаження на 1 м балки визначається множенням тимчасового навантаження на 1 м² плити, на крок другорядних балок. Статичний розрахунок другорядної балки проводиться з урахуванням перерозподілу зусиль. Згинаючі моменти визначаються графоаналітично залежно від співвідношення (додаток 5).

Поперечна сила на крайній вільній опорі , на першій прогоновій опорі зліва , на першій проміжній опорі справа та на всіх останніх опорах .

Глибина заділу балки в стіну приймається 25 см при висоті балки ≤ 60 см і 38 см при висоті балки > 60 см (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5

 

У наведених формулах – повне розрахункове навантаження на 1 м погонної довжини балки.

Для другорядної балки необхідно побудувати огинаючу епюру згинаючих моментів (24, с. 676).

 

2.4.2. Розрахунок міцності другорядної балки на дію згинаючого моменту (за нормальним перерізом)

 

Другорядна балка працює спільно з плитою, тому форма поперечного перерізу являє собою тавровий переріз.

Розрахунок міцності необхідно починати з визначення розмірів поперечного перерізу в місці дії максимального опорного моменту, який діє на грані опори. На опорному перерізі полиця таврового перерізу буде розтягнута, а ребро стиснуте, тому висоту перерізу балки шукають як для прямокутного перерізу. Прийнявши процент армування за (9, с. 60, п. 5.16) і ширину ребра, визначають і за (15, с. 146, таблиця ІІІ) знаходять . Потім визначають значення :

.

Повна висота перерізу

.

Орієнтовно діаметр робочої арматури приймають 16...30 мм. Отриманий розмір висоти перерізу балки округляють у більшій бік до значення, кратного 5 см.

Для найденого перерізу добирають поздовжню та поперечну арматуру (хомути). При визначенні робочої арматури в прогоні поперечний переріз являє собою тавр з полицею в стисненій зоні, тому необхідно визначити положення нейтральної осі. Допускають, що нейтральна вісь проходить по нижньому краю полиці, тоді висота стисненої зони .

Згинаючий момент, який сприймає полиця в стисненій зоні

.

Якщо зовнішній прогоновий момент , то полиця тавра в змозі сприйняття його і нейтральна вісь проходить у полиці. Отже переріз розраховується як прямокутний шириною , у протилежному випадку – як тавровий.

При визначенні робочої арматури на опорі полиця тавра буде розтягнута і переріз буде розраховуватися як прямокутний шириною .

Робоча висота перерізу в прогоновому і опорному перерізах може бути різна внаслідок різної кількості і розташування центрів ваги опорної та прогонової арматури. Після цього визначають площу опорної та прогонової арматур для опорного та прогонового перерізів.

1. Для опорного перерізу

За максимальним згинаючим моментом , який діє на опорі, визначаються значення :

.

Якщо визначиться, що , то необхідно спершу робити розрахунок арматури у стисненій зоні бетону:

.

Після цього площа перерізу арматури в розтягнутій зоні перерізу складає:

.

Тут і відповідно відносна висота та її граничне значення (грань переармування) стиснутої зони бетону.

- граничне значення коефіцієнта відносної несучої здатності;

значення ; ; ; подані в додатку 1;

, - відповідно розрахунковий опір арматури розтягненню і стисненню при розрахунках за першою групою граничного стану (додаток 3) або (9, т. 23, с. 25).

2. Для прогонового перерізу.

Якщо нейтральна вісь проходить у полиці, то переріз розраховується як прямокутний (дивись п.1) шляхом підставлення в приведені формули значення ширини .

Якщо нейтральна вісь проходить у ребрі, то поперечний переріз розраховують як тавровий у такій послідовності:

За максимальним прогоновим моментом визначають коефіцієнт відносної несучої здатності :

.

Потім з додатку 1 за знаходять . Якщо визначиться, що , то арматура в стиснену зону за розрахунком не потрібна. Площа розтягненої арматури

.

Якщо >, спершу визначається площа перерізу стиснутої арматури:

.

Площа перерізу арматури в розтягнутій зоні визначається за формулою:

Приклад розрахунку другорядної балки подано в (15, с. 676, 677).

 

2.4.3 Розрахунок міцності другорядної балки на дію поперечної сили (за похилим перерізом)

Поперечну силу, що діє в будь-якому перерізі балки, сприймають бетон і поперечна арматура (хомути). Якщо поперечну силу Q повністю сприймає чисто бетонний переріз Q_b, то розрахунок хомутів не проводять, а становлять їх у тому випадку, виходячи з конструктивних потреб. Ці умови виражаються формулою

,

де - коефіцієнт, який приймається рівним для важкого бетону – 0,6; для дрібнозернистого бетону – 0,5; - розрахунковий опір бетону розтягненню, приймається за (15, с. 712, пр. 1) або (9, т. 13, с. 18); - коефіцієнт, який враховує вплив поздовжніх сил:

при дії поздовжніх стискаючих сил

для елементів, які згинаються без попереднього обтиснення .

Якщо наведена умова не задовольняється, потрібен розрахунок поперечної арматури (хомутів):

1. Здаються діаметром хомутів = 6...10 мм. Діаметр поперечних стержнів встановлюється з умов зварювання з поздовжньою арматурою (15, дод. ІХ).

2. Назначають кількість зрізів

n = 1 n = 2 n = 4

3. Визначають сумарну площу зрізу хомутів

,

де - площа зрізу одного хомута.

4. Визначають необхідну інтенсивність поперечного армування

,

де - коефіцієнт, який береться рівним для важкого бетону – 2; дрібнозернистого – 1,7; легкого бетону – 1,5...1,9 залежно від щільності.

5. Потрібний крок поперечних стержнів

,

де - розрахунковий опір розтягненню поперечної та відігнутої арматури при розрахунку за похилим перерізом на дію поперечної сили; приймається за (9, т. 23, с. 25) або додаток 3.

Приклад розрахунку за похилим перерізом другорядної балки поданий в (15, с. 678).

Разом з тим, при поздовжньому та поперечному армуванні повинні дотримуватись конструктивні вимоги.

Другорядна балка армується окремими стержнями. Ці стержні рекомендується брати не меншими 12 мм і не більшими 40 мм. Кількість стержнів поздовжньої арматури рекомендується приймати 4 і розташовувати в один ряд або 6 з розташуванням у два ряди. Якщо діаметр стержнів неоднаковий, то більший діаметр розташовують у першому ряді та в кутах перерізу. Робочі стержні повинні розташовуватись рівномірно по ширині ребра і не більше, ніж у два ряди, при цьому в другому ряду слід розташувати по одній вертикалі зі стержнями першого ряду, а не в шаховому порядку. Відстань у просвіті між поздовжніми стержнями, розташованими в одному горизонтальному ряді, повинна бути не меншою діаметра і не меншою 25 мм. До опори повинно бути доведено не менше двох поздовжніх робочих стержнів. У балках висотою більше 300 мм незалежно від розрахунку повинні встановлюватись поперечні стержні.

Відстань між поперечними стержнями на ділянках, де вони потрібні за розрахунком і біля опори (1/4 прогону), повинна бути не більшою 1/2h і не більшою 150 мм для балок висотою 450 мм, при висоті балок більше 450 мм – не більшою 1/3 висоти і не більшою 500 мм. На залишеній частині балки відстань між поперечними стержнями береться не більшою 1/3h і не більшою 500 мм. Відстань між поперечними стержнями назначаються кратними 50 мм.

Мінімальна товщина захисного шару бетону для балок, які знаходяться в звичайних умовах експлуатації (без агресивних середовищ), береться для повздовжньої арматури 20 мм і не меншою діаметра; для поперечної арматури 15 мм. Більш детально конструктивні вимоги до поздовжнього і поперечного армування викладені в (9, с. 57-62).

 

2.4.4 Епюра матеріалів

Для економічного використання арматури площа робочих стержнів повинна відповідати значенню згинаючого моменту в різних перерізах прогону балки. Для визначення місць розриву стержнів, переведення їх з прогону на опору або навпаки, будується епюра матеріалів.

Епюра матеріалів – це графік, який показує величину теоретичного (зовнішнього) і фактичного (який сприймається арматурою) моментів у будь-якому перерізі балки. Різниця між цими моментами являє собою запас міцності. Виходячи з запасу міцності, можна визначити за епюрою матеріалів небезпечний нормальний переріз.

Епюра матеріалів будується під арматурним кресленням балки. Її будування йде в такій послідовності:

1. Будується огинаюча епюра згинаючих моментів, приймається для цього зручний вертикальний масштаб; поздовжній масштаб відповідає масштабу балки.

2. Складається ескіз армування балки. Починати краще з прогонів, які повинні бути за армовані не менше ніж чотирма-шістьма стержнями одного, в крайньому разі двома розмірами діаметра.

3. Розраховується фактична несуча здатність перерізів балки на площі поздовжньої арматури і уточненої робочої висоти в прогонах і опорних перерізах балки:

;

4. На епюрі згинаючих моментів у тому ж масштабі наносять у тонких лініях смуги, ширина яких відповідає значенню фактичних згинаючих моментів, які сприймаються кожним стержнем арматури. Сума всіх смуг буде відбивати у відповідному масштабі несучу здатність балки в даному перерізі. Якщо смуга, що відображає несучу здатність балки з одним якимось стержнем, виходить за межі згинаючої епюри згинаючих моментів, то даний стержень у цьому перерізі не потрібен. Лінія, яка обмежує суму смужок, які відповідають працюючим на розтягнення в даному перерізі стержням, являє собою контур епюри матеріалів.

Епюра матеріалів ніде не повинна врізуватись в огинаючу епюру згинаючих моментів. Це означає, що несуча здатність балки в жодному перерізі не повинна бути менше діючих зусиль.

5. Користуючись такою побудовою, аналітично або графічно визначають місця теоретичного обривання стержнів.

 

Рисунок 2.6 – Епюра матеріалів та армування другорядної балки

М₁, М₂, М₅, М – опорний момент, який сприймається арматурою позицій 1, 2, 5, 7;

М₂, М₃, М₆, М₇ – прогоновий момент, який сприймається арматурою позицій 2, 3, 5, 7

Таблиця 2.2 – Приклад заповнення відомості витрат сталі на І елемент, кг

Марка елемента	Вироби арматурні	Вироби закладні	Загальні витрати
Арматура класу		Арматура класу	Прокат марки
А-І	А-ІІ	А-ІІ
ГОСТ 5781-82*	ГОСТ 5781-82*	ГОСТ 5781-82*
Ø 6	Ø 8	Разом	Ø 10	Ø 12	Разом	Ø 16	Ø 18	Ø 22	Разом	δ = 8	δ = 12	δ = 14	Разом
Пм-1	-	31,2	31,2	5,2	407,6	412,8	444,0	12,4	-	20,6	33,0	-	-	18,7	18,7	51,7	495,7	8
Бм-1	38,2	-	38,2	-	292,0	292,0	330,2	-	28,5	-	28,5	6,4	8,6	-	15,0	43,5	373,7

40 n x 12 15 n x 12 15 20

 

Таблиця 2.3 – Приклад заповненняТаблиця 2.4 – Приклад заповнення специфікації елементів

Відомості деталей

 

Конструктивні схеми каркасів будівлі, компонування планів

Типові багатоповерхові споруди в наш час проектуються переважно з повним залізобетонним каркасом. На сучасному етапі неповні каркасні схеми використовуються в будівлях, у яких,…  

Панелі перекриття

У необхідних випадках, для зменшення прогинів або в сейсмічних районах, у шви між панелями вставляються зварні арматурні каркаси. Панелі-розпірки укладаються по осях колон, з’єднуються одна з одною, а також з…  

Розрахунок панелей

Навантаження, що діють на панелі, складаються з власної маси, маси конструкції підлоги, звукоізоляції та корисного навантаження. Власна маса панелі… Тип панелей перекриття заданий у завданні. Відповідно до нього за каталогами… Ширина панелі береться рівною номінальній ширині в припущенні, що шви між панелями замонолічуються бетоном. Перерізи…

Розрахунок панелей за першою групою граничних станів

Плити ребристих панелей розраховуються відповідно до відношення - відстань між ребрами. При ≥ 3 плита розраховується як балкова за розрахунковою схемою (дивись… .

Розрахунок міцності похилих перерізів

Розрахунок міцності похилих перерізів виконується в тій же послідовності, за тими ж формулами, що й в другорядній балці (15, с. 678).

Армування панелі виконати зварними каркасами і сітками.

Приклади розрахунку і конструювання ребристої панелі за першою групою граничних станів наведені в (15, с. 647-651).

 

Розрахунок панелі за другою групою граничних станів

Відповідно до (9, п. 1.20) прогини елементів залізобетонних конструкцій не повинні перевищувати допустимих значень з урахуванням естетичних вимог.… Для окремих виробничих будівель, для яких прогини панелей перекриття… Поперечний переріз панелі приводиться до еквівалентного двотаврового або таврового перерізу.

Розрахунок панелі по розкриттю тріщин

Ширина розкриття тріщин, нормальних до поздовжньої осі елемента, згідно з (9, п. 4.14) визначається за формулою (144) (9), мм , де - коефіцієнт, який береться рівним для елементів:

Розрахунок і конструювання ригеля

Для визначення зусиль у перерізах ригеля необхідно виконати збір навантажень. У даному курсовому проекті ширина будівлі складає 2 прогони по 6 м і… Виходячи з цього, розрахункову схему слід уподібнити двопрогоновій балці з… Збір навантаження доцільно проводити в табличній формв. Чисельний приклад збору навантажень приведений в таблиці…

Конструктивний розрахунок ригеля

, де Rоп – величина опорної реакції на опорі; hк – ширина колони.

Розрахунок і конструювання колон

Поздовжня сила в розрахункових перерізах визначається шляхом збору тимчасових і постійних навантажень з вантажною площею всіх поверхів і покриття… Колону першого курсового проекту допустимо розраховувати як центрально… Як правило, при цих умовах значення > .

Конструювання колон

Поперечна арматура в колонах встановлюється без розрахунку конструктивно. Поперечні стержні повинні бути розташовані не більше ніж 15...20 діаметрів…  

Розрахунок і конструювання стиків

При розробці цього розділу необхідно керуватися (9, пп.. 5.42, 5.46).

 

Стик ригеля з колоною

Рисунок 3.6. Стик ригеля з колоною 1 – закладна деталь ригеля; 2 – закладна деталь колони; 3 – стиковочні стержні; 4 – канали в колоні; 5 – вставка…

Розрахунок і конструювання стику колон

У багатоповерхових каркасних будівлях жорсткі стики розташовуються на висоті 0,8...1,2 м від перекриття (для зручності зварювальних робіт). У цих… При монтажі торцеві листи зварюються багатошаровим швом, розраховується висота… Для укріплення кінцевих ділянок колон застосовується непряме (побічне) армування – встановлення сіток. Крок, діаметр і…

Розрахунок стіни підвалу

Горизонтальні навантаження беруться у вигляді бокового тиску ґрунту і навантаження, які знаходяться на поверхні землі і беруться не меншими 1000… Для зручності розрахунку тимчасове нормативне навантаження на поверхні землі… ,

Міцністні і деформативні характеристики важкого бетону

  Додаток 3

Міцністні і деформативні характеристики арматурних сталей і канатів

Сортамент стержневої і дротяної арматури

    Додаток 5