Проектирование плиты панели

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Инженерно-строительный институт

Кафедра «Строительных конструкций и материалов»

 

Пояснительная записка к курсовому проекту

“Ребристое железобетонное перекрытие промышленного здания”

по дисциплине “Железобетонные конструкции”

 

Выполнил: студентка гр. 4019/2 Васмут Г.В.

 

Проверил: Страхов Д.А.

 

Санкт-Петербург,

Содержание

1.Монтажная схема перекрытия. Назначение основных размеров. 3

2.Проектирование плиты панели.. 4

2.1. Статический расчёт. 6

2.2. Подбор арматуры.. 9

2.3.Конструирование арматуры.. 10

3.Проектирование промежуточной диафрагмы.. 12

3.1Статический расчёт. 12

3.2Расчёт продольной арматуры.. 14

3.3Расчёт поперечной арматуры.. 16

4.Проектирование продольного ребра. 17

4.1.Статический расчёт. 17

4.2.Расчёт продольной арматуры.. 19

4.3.Расчёт поперечной арматуры.. 20

5.Проектирование неразрезного прогона. 21

5.1.Статический расчёт и построение огибающих эпюр моментов. 21

5.2.Расчет продольного армирования. 25

5.3.Расчёт поперечной арматуры.. 27

5.4.Сопряжение колонны с прогоном.. 29

6. Расчет балочной плиты монолитного варианта перекрытия. 2931

Литература…………………………………………………………………………………….34

 

Монтажная схема перекрытия. Назначение основных размеров

 

Сборные ребристые перекрытия состоят из несущих балок, называемых прогонами, или главными балками, на которые укладываются сборные панели. Прогоны в свою очередь опираются на наружные стены и промежуточные колонны. Расположение прогонов в плане может быть различным в зависимости от очертания и размеров помещений, а также технологических требований. В нашем курсовом проекте прогоны расположены поперек здания, что обеспечивает большую жесткость здания. Размещение колонн в плане увязано с расположением стен. Оси колонн расположены на продолжении входящих узлов здания. Пролёты в направлении прогонов желательно принимать от 6 до 8 м, а в перпендикулярном направлении - от 5 до 7 м. При заданных размерах здания получаем сетку колонн:

Монтажная схема перекрытия представлена на рис.1.1.

Рис.1.1

Длина панели определяется:

, (1.1)

тогда

 

 

Рис.1.2.

Ширина панели равна:

, (1.2)

где , тогда

Принимаем

 

Проектирование плиты панели

 

Взяв из конструктивной схемы перекрытия (см.рис.1.2.) размеры длины и ширины панели, следует уточнить её конструкцию, назначить размеры поперечных сечений элементов, что необходимо для подсчёта собственного веса панели.

Ребристая панель с ребрами вниз представляет собой коробчатый элемент, состоящий из двух продольных ребер, связанных между собой монолитной плитой, которая усилена в нашем случае двумя поперечными ребрами-диафрагмами (см.рис.2.1). Месторасположение поперченных диафрагм панели выбрано таким образом, что торцевые и средние участки плиты являются одинаковыми.

Принимаем

Рис.2.1.

Толщина плиты принята:

,

принимаем

Высота промежуточной диафрагмы (см.рис.2.2) составляет:

,

принимаем ,

ширина понизу 8 см,

поверху – 10 см. (из конструктивных соображений).

Рис.2.2.

Высота торцевой диафрагмы составляет:

,

ширина понизу 8 см,

поверху – 10 см. (из конструктивных соображений).

Высота продольных рёбер назначена (рис.2.3.):

,

принимаем ,

ширина понизу 10 см,

поверху – 12 см.

Рис.2.3

 

 

Статический расчёт

 

Прежде чем приступить к расчёту, определяем значение нагрузок, действующих на панель. Постоянная нагрузка включает в себя собственный вес панели и вес пола. Принята следующая конструкция пола – пол асфальтовый на железобетонной плите:

Слой асфальта 3 см

-коэффициент перегрузки.

Собственный вес плиты панели:

Полезная нагрузка задана в задании на проектирование:

Полная нагрузка, действующая на плиту равна:

Плита перекрытия панели в статическом отношении представляет собой однорядную многопролётную плиту, работающую в двух направлениях, упруго защемленную на продольных ребрах и диафрагмах. Ввиду возможного поворота продольных рёбер и торцевых диафрагм допускаем, что вдоль этих рёбер плита оперта шарнирно. Вдоль промежуточных диафрагм плиту считаем жестко защемленной, т.к. поворот плиты на них практически отсутствует. Таким образом, торцевые участки плиты панели рассматриваем как плиту, шарнирно опертую по трем сторонам и жестко заделанную по четвертой, а средние – как плиту, шарнирно опертую по двум сторонам, а по двум другим – жестко защемленную. Расчётные схемы этих плит изображены на Рис.2.4.

 

а) торцевая плита

 

б) средняя плита

Рис.2.4

 

Найдём расчетные пролёты участков плиты по следующим зависимостям:

 

 

 

Наибольшие значения пролётных изгибающих моментов в торцевой и средней плитах в направлении осей x и y определяем по формулам:

, (2.1)

, (2.2)

где – полная расчётная нагрузка на 1 пог. м полосы шириной b=1 м, вырезанной условно в центре плиты в направлении осей x и y.

и - табличные коэффициенты, зависящие от отношения (коэффициенты берутся из таблицы 2 пособия [1]).

для случая а): , ;

для случая б): , .

Опорный момент для случая а) рассчитываем по формуле:

, (2.3)

где - доля нагрузки, передаваемая в направлении оси x (коэффициент бурется из таблицы 2 пособия [1]).

Для определения опорного момента для случая б) воспользуемся формулой:

, (2.4)

для случая а): ;

для случая б): .

Теперь можно легко определить изгибающие моменты:

 

 

где

 

 

 

 

где

 

Рис.2.5. Результирующие эпюры изгибающих моментов

 

2.2. Подбор арматуры

 

Для изготовления панелей без предварительного напряжения выбраны: бетон B25 ( , ), холоднотянутая арматурная проволока класс Вр-1( и стержневая арматура из класса А-III( .

Расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до сжатой грани плиты определяем по формуле:

где a – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до растянутой грани плиты панели, принимаем а=2 см.

Определяем площадь арматуры в каждом расчетном сечении. Для этого подсчитываем параметр по формуле:

где – наибольший пролетный или опорный изгибающий момент в торцевой или средней частях плиты, - расчетная ширина полосы плиты (принимаем ).

По значению определяем соответствующее значение коэффициента , после чего площадь сечения арматуры определяем по формуле:

По известной площади сечения арматуры подбираем диаметр и количество стержней арматуры. Шаг стержней арматуры S рассчитываем для полосы шириной 1 м исходя из определённого количества стержней. Далее определяем количество стержней на полную величину панели.

Все расчеты арматуры в плите панели выполнены в табличной форме.

 

Таблица 1

							Сортамент
Случай а		232,85		0,045	0,977	0,946	5 Bp - I	0,98
	274,95		0,053	0,973	1,121	Bp - I	1,18
	-659,21		0,126	0,932	2,807	A - III	3,02
Случай б		202,24		0,039	0,98	0,819	Bp - I	0,98
	209,61		0,040	0,979	0,850	Bp - I	0,98
	-564,47		0,108	0,943	2,375	A - III	2,51

 

Пример расчёта одной строки таблицы (для ):

1. определяем полезную толщину плиты:

,

2. определяем параметр

3. по таблице для найденного параметра определяем

4. площадь сечения арматуры

5. по сортаменту выбираем диаметр и количество арматуры так, чтобы переармирование не превышало 10%. Принимаем

6. определяем шаг арматурной сетки S=1000/5=200 мм.

 

 

2.3.Конструирование арматуры

 

Площадь сечения арматуры подбиралась для полосы шириной один метр, условно вырезанной в зоне плиты панели с максимальными изгибающими моментами в направлении осей х и у.

Плита панели армируется сварными сетками, которые изготавливаются из отдельных стержней арматуры, свариваемых между собой с помощью канатной точечной сварки.

Пролетные участки торцевых и средних плит работают в двух направлениях, поэтому для армирования изготавливают сетки с рабочей арматурой в двух направлениях.

Эти сетки устанавливают внизу плиты. В плитах панели количество рабочих стержней на один погонный метр в обоих направлениях должно быть не меньше 5 и не более 10.

Фактическая площадь арматуры должна отклоняться от расчетной не более чем на 10%, а отклонение в меньшую сторону не должно превышать 1%.

Над промежуточными диафрагмами по верху плиты ставят плоские сетки с рабочей арматурой в одном направлении. Над торцевыми же диафрагмами и продольными ребрами по верху плиты устанавливают сетки с гнутыми рабочими стержнями: не менее трех стержней на один погонный метр. Она предназначена для восприятия изгибающих моментов, возникающих в сечениях плиты у продольных ребер и торцевых диафрагм, которые при расчете не учитываются.

Перпендикулярно рабочей арматуре в надопорных сетках устанавливается распределительная арматура, надопорные сетки следует продолжить не менее чем на 1/4 пролета в каждую сторону от опоры.

 

 

 

Рис.2.6.

 

 

Рис.2.7.