Железобетонные и каменные конструкции

Железобетонные и каменные конструкции

Методические указания по выполнению курсового проекта

для студентов всех форм обучения направления 08.03.01 Строительство

Краснодар

Составители: канд.пед.наук, доцент Е.Н. Карпанина

канд.техн.наук, доцент М.А. Тамов

Железобетонные и каменные конструкции: методические указания по выполнению курсового проекта для студентов всех форм обучения направления 08.03.01 Строительство/Сост. Е.Н. Карпанина; М.А. Тамов; Кубан.гос.технолог.ун-т., -Каф. строительных конструкций, Краснодар, 2015.-20 с.

Представлены общие методические указания по выполнению расчетно-пояснительной записки и оформлению графической части курсового проекта. Приложения методических указаний содержат необходимый справочный материал для расчета и конструирования железобетонных конструкций.

Табл.2, Библиогр.: 5 назв.

Печатается по решению методического совета ФГБОУ ВПО «Кубанского государственного технологического университета»

Рецензенты: канд. техн. наук, доцент кафедры СК КубГТУ С.И. Дизенко;

главный инженер ООО «НПЦ СОРМАКС» С.В. Усанов.

Содержание

Введение …………………………………………… ………………………. 3

1 Структура и содержание курсового проекта …………………………..4

1.1 Общие требования к выполнению курсового проекта …………. …..4

1.2 Содержание пояснительной записки курсового проекта ……………4

1.3 Содержание графической части курсового проекта …………………6

2 Указания по выполнению курсового проекта ……………………….....6

2.1 Сбор нагрузок …………………………………………………………. 6

2.2 Компоновка сборного междуэтажного перекрытия ……………………8

2.3 Выбор типа плиты перекрытия …………………………………………. 9

2.4 Проектирование предварительно напряженной плиты перекрытия.10

2.5 Расчет сборного многопролетного ригеля …………………………..11

2.6. Расчет железобетонной колонны ……………………………………..13

2.7. Расчет отдельного железобетонного фундамента …………………..13

3 Проектирование монолитного ребристого перекрытия………………14

3.1 Компоновка монолитного перекрытия………………………………..14

3.2 Расчет и конструирование плиты …………………………………….15

3.3. Расчет и конструирование второстепенной балки ………………….16

4 Требования к оформлению курсового проекта ……………………….16

4.1. Требования к оформлению пояснительной записки ………………..16

4.2. Требования к оформлению графической части …………………….17

Список литературы …………………………………………………………..18

Приложение А ………………………………………………………………19

Введение

Дисциплина " Железобетонные и каменные конструкции" знакомит студентов с основами и практикой проектирования железобетонных и каменных конструкций.

В курсовом проекте предлагается выполнить проектирование и расчет несущих конструкций многоэтажного промышленного или гражданского здания жесткой конструктивной схемы с наружными кирпичными несущими стенами и внутренними железобетонными колоннами, поддерживающими перекрытия.

Данные методические указания являются организующим началом для тех, кто впервые приступает к проектированию железобетонных конструкций и содержат задания на курсовые проекты, сведения о составе проекта и методические указания по его выполнению и оформлению, вопросы к самостоятельному изучению первой части дисциплины, перечень литературы.

Приступая к выполнению курсового проекта, студенты должны обладать достаточными знаниями соответствующих разделов курса " Железобетонные и каменные конструкции".

В процессе самостоятельного выполнения курсового проекта студенты должны научиться проектировать основные несущие железобетонные конструкции многоэтажных зданий.

Перед началом проектирования необходимо ознакомиться с объемом и содержанием курсового проекта и подобрать рекомендуемую литературу.

1 Структура и содержание курсового проекта

1.1 Общие требования к выполнению курсового проекта

Курсовой проект включает в себя выполнение расчетов несущих железобетонных конструкций многоэтажного гражданского или промышленного здания и разработку рабочих чертежей рассчитанных конструктивных элементов. В целях облегчения усвоения особенностей расчета и конструирования различных типов элементов, отличающихся видом напряженного состояния, наличием или отсутствием предварительного напряжения рабочей арматуры, в проекте предложено рассчитать и законструировать следующие элементы конструкции здания:

- предварительно напряженная сборная железобетонная плита перекрытия;

- неразрезной многопролетный ригель;

- железобетонная колонна;

- отдельный железобетонный столбчатый фундамент;

- плита и второстепенная балка монолитного ребристого перекрытия;

Объем курсового проекта: пояснительная записка – 45 - 50 страниц и графическая часть -1, 5 листа формата А1.

Содержание пояснительной записки курсового проекта

Рекомендуется следующий порядок изложения материалов пояснительной записки.

Титульный лист (приложение 1).

Задание на проектирование.

Содержание (оглавление).

1. Компоновка сборного железобетонного междуэтажного перекрытия

2. Расчет предварительно напряженной сборной железобетонной плиты перекрытия по двум группам предельных состояний.

3. Расчет неразрезного сборного железобетонного ригеля (статический расчет, построение огибающей эпюры материалов).

4. Расчет прочности колонн первого и верхнего этажей.

5. Расчет отдельного железобетонного фундамента.

6. Компоновка монолитного железобетонного ребристого перекрытия.

7. Расчет прочности плиты и второстепенной балки монолитного ребристого перекрытия.

Список использованной литературы.

Содержание графической части курсового проекта

На листах графической части проекта должно быть представлено следующее:

1. Разрез и план здания в масштабе 1: 200 с маркировкой несущих элементов. Разрез и план здания в сборном и монолитном железобетоне целесообразно совместить.

2. Рабочий чертеж плиты перекрытия с напрягаемой арматурой, опалубочный план плиты (масштаб 1: 20); разрезы поперечный (масштаб 1: 10) и продольный (масштаб 1: 20) с указанием расположения всей арматуры;

арматурные каркасы, сетки; закладные детали.

3. Рабочий чертеж ригеля (крайнего или среднего): опалубочный чертеж (масштаб 1: 20); армирование ригеля; арматурные каркасы; сечения по ригелю в середине пролета и на опоре.

4. Конструктивные чертежи стыка ригеля с колонной, стыка колонн (масштаб 1: 10 или 1: 20).

5. Колонна: опалубочный чертеж; армирование колонны; арматурные каркасы; характерные сечения колонны (масштаб 1: 20).

6. Фундамент в плане и разрезе с указанием арматуры.

7. Армирование плиты монолитного ребристого перекрытия (крайних и средних полос) в масштабе 1: 20.

8. Второстепенная балка: армирование; арматурные каркасы и сечения на опоре и в пролете (масштаб 1: 10 или 1: 20).

9. Спецификация на плиту сборного железобетонного перекрытия и ведомость расхода стали на элемент по ГОСТ 21.501-93. СПДС. Правила выполнения архитектурно-строительных рабочих чертежей

Сбор нагрузок

При определении нормативных и расчетных значений нагрузок, а также их сочетаний обычно руководствуются[8]. В данном курсовом проекте допускается упрощенный подход к сбору нагрузок для расчетов несущих конструкций, рассматриваемых заданием на проектирование.

Постоянные нагрузки, действующие на элементы перекрытий (покрытий), складываются из нагрузки от массы пола (кровли) и нагрузки от массы несущих железобетонных конструкций.

Расчетная нагрузка от массы 1 м² конструкций пола (на плиту перекрытия) может быть принята одинаковой на всех этажах и равной 1, 5 кПа.

Нагрузка от собственной массы ребристой или пустотной плиты перекрытия (покрытия) определяется по геометрическим размерам, полученным в результате компоновки сечения плиты перекрытия. В курсовом проекте можно принять расчетную нагрузку от массы многопустотной плиты 3, 3 кПа, от массы ребристой плиты 2, 5 кПа.

Постоянная нагрузка от массы совмещенного покрытия (без учета веса несущих конструкций) должна быть определена в зависимости от состава ее конструкции. В курсовом проекте для всех вариантов заданий можно принять одинаковое значение расчетной нагрузки от массы кровли, равное 2, 5 кПа (без учета несущих конструкций).

В заданиях на проектирование (таблица В.2) указаны расчетные значения временных полезных нагрузок на междуэтажных перекрытиях здания. Эта нагрузка состоит из длительной и кратковременной частей. Рекомендуется принимать кратковременную часть расчетной полезной нагрузки равной 1 кПа при полных значениях этих нагрузок до 4 кПа и равной 1, 5 кПа при большем значении заданной полезной нагрузки.

Расчетное значение снеговой нагрузки на покрытие здания принимается в зависимости от района строительства по [8]. Ниже в таблице 2.1 дан пример сбора нагрузки на междуэтажное перекрытие.

Расчетные значения снеговых нагрузок приняты в соответствии с действующими нормами и представлены в таблице 2.2.

Т а б л и ц а 2.1 – Нагрузка на 1 м² междуэтажного перекрытия

Наименование нагрузки	Расчетная нагрузка, кПа
Постоянная: – от массы конструкции пола – сборная железобетонная пустотная плита с заполнением швов раствором	1, 5 3, 3
Итого постоянная Временная нагрузка (см. задание на проектирование), в том числе, кратковременная	4, 8 7, 2 1, 5

Т а б л и ц а 2.2 – Расчетные значения снеговых нагрузок

Район / карта 1, [8]	Города, расположенные в соответствующих районах	P₀, кПа
I	Сочи	0, 8
II	Краснодар, Волгоград, Уральск	1, 2
III	Москва, Орел	1, 8
IV	Кострома, Архангельск	2, 4
V	Березники, Уфа	3, 2

Длительно действующая часть расчетной снеговой нагрузки определяется умножением расчетного значения на коэффициент 0, 5. Длительная часть нормативной снеговой нагрузки вычисляется умножением длительной части расчетной снеговой нагрузки на коэффициент 0, 7 (п. 5.7 [8]).

Коэффициент надежности по нагрузке при полном нормативном значении временной полезной нагрузки менее 2, 0 кПа принимается равным 1, 3.

При полном нормативном значении временной полезной нагрузки 2, 0 кПа и более - 1, 2.

Снеговая нагрузка на покрытии здания принимается в зависимости от района строительства сооружений по СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.

Снеговая нагрузка представляется в расчетах полным значением, из которого выделяется длительно действующая часть. Правила учета снеговой нагрузки и установленные значения веса снегового покрова S_g для различных снеговых районов страны представлены в СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия (табл.2). Рассчитывается нормативное и расчетное значение снеговой нагрузки. Коэффициент надежности по снеговой нагрузке принимается равным 1, 4.

Постоянная нагрузка от массы железобетонных конструкций из тяжелого бетона рассчитывается исходя из принятых номинальных размеров сечений, принимая плотность железобетона, равной 2500 кг/м³.

Выбор типа плиты перекрытия

Тип поперечного сечения сборных железобетонных плит принимают в зависимости от функционального назначения здания, интенсивности временных нагрузок на перекрытии, величины пролетов.

Экономически целесообразно применять пустотные плиты перекрытий при временной полезной нагрузке не свыше 6 кН/м², а при больших значениях временной полезной нагрузки на перекрытии - ребристые железобетонные плиты с ребрами вниз.

Количество типоразмеров плит в проекте должно быть по возможности минимальным, желательно не более двух.

Плиты, укладываемые у стен, называют доборными, а укладываемые по осям колонн - связевыми. Плиты, укладываемые в промежутке между связевыми плитами и доборными, называют рядовыми. Целесообразно связевые и рядовые плиты принимать одинаковой ширины.

Для уменьшения числа типоразмеров плит перекрытий по ширине рекомендуется принимать привязку продольных разбивочных осей: нулевую; 100 мм; 200 мм.

Назначая номинальную ширину плит перекрытий, можно руководствоваться следующими соображениями:

- ширину рядовых плит пустотного типа принимать от 1, 2 м до 2, 4 м;

- ширину рядовых плит ребристого типа принимать от 1, 0 м до 1, 8 м.

Конструктивная ширина панели по низу принимается на 10 мм меньше номинальной, конструктивная длина панелей при опирании их по верху ригеля принимается на 30 мм меньше номинальной.

Номинальная ширина плит перекрытий должна быть увязана с разбивочными осями, перпендикулярными направлениям ригелей.

2.4 Проектирование предварительно напряженной плиты перекрытия

В курсовом проекте студенты разрабатывают пустотные или ребристые плиты перекрытий.

Класс бетона и класс напрягаемой арматуры для плиты перекрытия указывается в задании.

Целью проектирования является назначение основных геометрических размеров плиты, определение необходимого количества продольной и поперечной арматуры, разработка рабочих чертежей плиты перекрытия. Размеры плит в плане назначают при компоновке сборного железобетонного перекрытия.

Высота плит, размеры поперечного сечения зависят от величины пролета плиты, интенсивности действующей нагрузки и определяется на основании опыта проектирования.

Высоту сечения предварительно напряженных плит можно предварительно назначать равной: h = l₀/20 - для ребристых, h = l₀/30 - для пустотных плит.

Предварительно задаются размерами поперечного сечения ригеля в зависимости от величины пролета ригеля. Высоту сечения ригеля принимают h = (1/10 - 1/15)l и ширину сечения ригеля b = (0, 3 - 0, 4)h.

Расчетный пролет плиты при опирании по верху прямоугольного сечения ригеля определяется по формуле

l₀ = l – b/2 (1)

где l₀- расчетный пролет плиты при опирании по верху ригелей;

b - ширина сечения ригеля;

l- расстояние между разбивочными осями.

В плитах с пустотами минимальная толщина полок составляет 25 - 30 мм, ребер -30 - 35 мм; в ребристых плитах ребрами вниз толщина полки плиты - 50 - 60 мм. Ширина ребер ребристых плит с ребрами вниз по низу 70 - 80 мм, а по верху 90 мм.

Расчет предварительно напряженной плиты перекрытия производится по первой и второй группам предельных состояний.

При расчете по первой группе предельных состояний выполняют:

а) расчет прочности плиты по нормальным сечениям;

б) расчет прочности плиты по наклонным сечениям;

в) расчет прочности плиты на местный изгиб.

При расчете по второй группе предельных состояний выполняют:

а) расчет по образованию и раскрытию трещин в нормальных сечениях;

б) расчет по деформациям.

В пустотных плитах с круглыми пустотами расчет верхней полки на местный изгиб не производится, иарматурная сетка устанавливается конструктивно в полке, так как очертание пустот позволяет бетону в солке плиты работать на сжатие.

Список литературы

1. Бондаренко В.М., Бакиров Р.О., Назаренко В.Г., Римшин В.Г. Железобетонные и каменные конструкции // Учебник для студентов строительных вузов, обучающихся по специальности «Промышленное и гражданское строительство» 5-е изд., перераб. и доп.-М.: Высшая школа, 2008.- 876 с.

2. Залесов А.С., Кодыш Э.Н., Лемыш Л.Л., Никитин И.К. Расчет железобетонных конструкций по прочности, трещиностойкости и деформациям. – М.: Стройиздат, 1991.-768 с.

3. Кузнецов В.С. Железобетонные конструкции многоэтажных зданий: Учебное пособие.[Электронный ресурс]: - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2010. - 198 с. Режим доступа: http: //www.studentlibrary.ru/documents/ISBN9785930937664-SCN0000.

4. Кузнецов В.С. Железобетонные и каменные конструкции (Основы сопротивления железобетона. Практическое проектирование. Примеры расчета): Учеб. пособие. [Электронный ресурс]- М.: Издательство АСВ, 2014. - 304 с. Режим доступа: http: //www.studentlibrary.ru/documents/ISBN9785930938982-SCN0000.

5. Проектирование железобетонных конструкций. Справочное пособие. Голышев А.В., Багинский В.Я. и др. – Киев, Будивельник, 1990.-544 с.

Приложение А

Форма титульного листа курсового проекта

Министерство образования и науки Российской федерации

ФГБОУ ВПО Кубанский государственный технологический университет

(КубГТУ)

Кафедра строительных конструкций

Факультет __________________________________________

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине _______________________________________________

(наименование дисциплины)

на тему ______________________________________________________

(тема курсового проекта)

Выполнил(а) студент(ка) группы ________________________________

______________________________________________________________

(фамилия, имя, отчество)

Шифр зачетной книжки ________ ___________

Допущен к защите _________________________

Руководитель (нормоконтролер) проекта ________________________

(подпись, дата, расшифровка подписи)

Защищен ___________ Оценка ____________

(дата)

Члены комиссии ______________________________________

______________________________________