Реферат: Железобетонные конструкции зданий и сооружений

Железобетонные конструкции зданий и сооружений

Министерство Высшего и Среднего Специального Образования Республики Узбекистан

ТАШКЕНТСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-

СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

Факультет: «Строительство зданий и сооружений»

Кафедра «Здания сооружения и строительные конструкции»

Самостоятельная работа

по курсу: «Строительные конструкции»

На тему: «Железобетонные конструкции зданий и сооружений»

Ташкент 2013г.

Плоские перекрытия. Классификация плоских перекрытий

По конструктивной схеме железобетонные перекрытия могут быть разделены на 2 основные группы:

)        Балочные;

)        Безбалочные.

Балочными называются перекрытия в которых балки работают совместно с опирающимися на них плитами перекрытий.

В безбалочных перекрытиях плита опирается непосредственно на колонны с уширениями называемыми капителями.

Те и другие могут быть сборными монолитными и сборно-монолитными.

По конструктивным особенностям (признакам) перекрытия классифицируются следующим образом:

)        Балочные сборные;

)        Ребристые монолитные с балочными плитами;

)        Ребристые монолитные с плитами опертыми по контуру;

)        Балочные сборно-монолитные;

)        Безбалочные сборно-монолиные.

Тип конструкции перекрытия выбирается в каждом случае по экономическим соображениям, в зависимости от назначения здания, действующих нагрузок, местных условий и другим.

Балочные сборные перекрытия

В состав конструкции балочного сборного перекрытия входят: плиты и поддерживающие их балки - ригели. Они также иногда называются главными балками. Ригели опираются на колонны и стены. Ригели вместе с колоннами образуют рамы.

При компоновке конструктивной схемы перекрытия выбираются направление ригелей, шаг колонн, размеры пролета, типы и размеры плит перекрытия. Плиты перекрытия опираются на ригели и работают на изгиб. Для уменьшения расхода материалов, они проектируются пустотелыми или ребристыми.

Общий принцип проектирования плит перекрытия любой формы поперечного сечения, состоит в удалении возможно большего объема бетона из растянутой зоны с сохранением вертикальных ребер обеспечивающих прочность элемента по наклонному сечению. Для плит без преднапряжения применяется бетон класса В15, В20, для плит с предварительным напряжением арматуры В20, В25.

Расчет плит

Расчетный пролет плит  принимается равным расстоянию между осями ее опор.

При опирании по верху ригелей  равно

где b - ширина ригеля.

При опирании на полки ригеля

где: а - размер полки.

Высоту сечения плиты h необходимо подбирать так, чтобы удовлетворялись условия прочности и условия жесткости. Высоту сечения преднапряженных плит обычно предварительно назначают равной:

 - для ребристых плит;

- для пустотных плит.

Расчет прочности плит сводится к расчету таврового сечения с полкой в сжатой зоне.

В большинстве случаев нейтральная ось проходит в пределах толщины сжатой полки. Поэтому определив

по таблице находим , проверяем условие  и находим площадь сечения растянутой арматуры

Для случаев когда

где  - высота полки, нейтральная ось пересекает ребро. Расчет ведется с учетом сжатия в ребре. Площадь сжатой зоны приобретает тавровую форму.

Армирование преднапряженных плит производится арматурой классов A-IV, A-V, AT-IV, AT-V, AT-VI, а также высокопрочной проволокой и арматурными канатами К-5, К-7, К-9. При длине плиты до 6 метров армирование может быть без преднапряжения. Во всех случаях рабочая арматура (преднапряженная и обычная) устанавливается в растянутой зоне плиты. Для монтажа плит в них предусматриваются монтажные петли для соединения с ригелями закладные детали для сварки.

плоский перекрытие плита железобетонный

Конструирование и расчет ригелей

Форма поперечного сечения ригеля зависит от назначения здания или сооружения, типа плит перекрытия и их длины.

В промышленных зданиях, обычно применяется ригель прямоугольного или таврового сечения с полкой вверху.

В гражданских зданиях, таврового сечения с полкой внизу.

Для ригелей применяется класс бетонов В15, В20, В30.

Ригели до 6 метров армируются каркасом из арматуры A-III.При пролетах 9 и более метров применяется преднапряженная арматура. В верхней части ригеля с колонной располагаются продольные стержни для восприятия надопорных изгибающих моментов.

Ригели многопролетных перекрытий являются элементами равной конструкции многоэтажных зданий.

Расчет по прочности производится с учетом образования пластических шарниров, приводящих к выравниванию изгибающих моментов между опасными сечениями (Зоны стержневых элементов с чрезмерными трещинами и деформациями в состоянии предельного равновесия, называются пластическим шарниром, в котором рост деформации происходит без возрастания нагрузки). Высоту поперечного сечения ригеля с ненапряженной арматурой определяют с учетом оптимального армирования. Такому армированию соответствует относительная высота сжатой зоны.

При грани колонны изгибающий момент

где:  - высота сечения колонны.

Рациональная рабочая высота сечения ригеля

где . Это максимальное значение изгибающего момента балки 1-ой промежуточной опоры.

Железобетонные фундаменты

Фундаменты сооружаются следующих типов:

.        Отдельно стоящие - под каждую колонну каркасного здания;

.        Ленточные - под рядами колонн или под стенами;

.        Сплошные фундаменты - под всем сооружением;

Тип фундамента выбирается в зависимости от конструктивных требований: нагрузок, типов зданий, типов и состояния оснований, стоимостных и экономических факторов, а также от показателей трудоемкости изготовления.

Отдельно стоящие фундаменты могут быть центрально-нагруженными и внецентренно-нагруженными. По форме они могут быть ступенчатыми или пирамидальными. По способу изготовления, сборные или монолитные.

Монолитные фундаменты выполняются из бетона классов В12,5…В20.

Армирование данного типа фундаментов производится из арматуры классов А-II, A-III в виде сеток, шаг стержней принимается 150-200 мм, диаметр не менее 10 мм.

Расчет фундамента состоит из 2-х частей:

.        расчет основания (определение формы и размеров подошвы фундамента);

.        расчет тела фундамента (высота фундамента, размеры ступеней и сечения арматуры).

Суть расчета фундамента сводится к определению площади подошвы фундамента.

Площадь подошвы фундамента А должна быть подобрана так, чтобы среднее давление под подошвой не превышало расчетного давления на грунт R.

где:  - нагрузка передаваемая от здания через колонну на фундамент;

 - собственный вес фундамента;

А - площадь подошвы фундамента;- расчетное давление на грунт.

Обозначив глубины заложения фундамента Hи принимая нагрузку от средней плотности материала фундамента и грунта на его ступенях , получаем , откуда .

По найденной площади фундамента устанавливаются размеры сторон подошвы фундамента. При этом округление производится в большую сторону, до значения кратного 10 см.

Расчет тела фундамента

Высота фундамента определяется из условия его прочности на продавливание в предположении, что продавливание происходит по поверхности пирамиды, боковые стороны которой начинаются у колонны и наклонены под углом 45○.

Если сторона сечения колонны то площадь нижнего основания будет равна

.

А расчетная продавливающая сила

где:  - это расчетное продольное усилие;

P - отпор грунта от расчетного продольного усилия без учета веса фундамента.

Условие прочности на продавливание имеет вид  (1), где:

 - экспериментальный коэффициент (для тяжелого бетона )

 - расчетное сопротивление бетона растяжению;

 - расчетная высота фундамента;

 - среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания.

Высота фундамента

где  - толщина защитного слоя бетона.

Расчетная высота фундамента  определяется из формулы (1).

Расчет арматуры

Армирование подошвы фундамента определяется из расчета на изгиб по сечениям 1-1 и 2-2. Значение изгибающих моментов в этих сечениях принимаются как для консольных балок , а момент .

Учитывая, что момент по всей ширине фундамента. Здесь . Таким образом, площадь сечения арматуры для сечения 1-1 - . Из 2-х рассчитанных площадей арматуры принимается наибольшая с округлением в большую сторону. Таким образом, армирование подошвы фундамента состоит из арматуры с площадью сечения  в обоих направлениях.

Конструкции промышленных зданий

В основном здания производственного назначения проектируются одноэтажными каркасными. Такие здания могут быть однопролетными, многопролетными с мостовыми или подвесными кранами и без них; со светоаэрационными фонарями и без. Область применения таких зданий очень широка. Это производственные здания практически во всех отраслях промышленности, а также складские, ангарные помещения, хранилища и др.

Основной конструкцией каркасного здания является - жесткая поперечная рама, образованная колоннами и стропильными конструкциями (ригелями, балками, фермами). Каркасные здания могут быть железобетонными, металлическими и комбинированными.