РАЗДЕЛ 4                  «Строительные конструкции»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОМУ КУРСУ

РАЗДЕЛ 4                  «Строительные конструкции»

МДК.01.01.                «Проектирование зданий и сооружений»

Для специальности   08.02.01 «Строительство

И эксплуатация зданий и сооружений»

2017

РАССМОТРЕНО                                                   ОДОБРЕНО

Предметной (цикловой) комиссией             Методическим советом                                                                                 

Председатель комиссии                                     Председатель методического совета                                 

_______________ Л.В.Зиборова______________ Е.В.Селиванова

____ ____________ 2017г.                                _____ _____________ 2017г.

Составлены в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом СПО по специальности 08.02.01

Автор: преподаватель Азимова З.Н.

Рецензент: преподаватель Зиборова Л.В.

Содержание

Введение 3

1 Тематика курсовых проектов 4

2 Содержание курсового проекта 4

3 Оформление пояснительной записки курсового проекта 5

4 Содержание и методические указания по выполнению курсовогопроекта 8

4.1 Пояснительная записка 8

4.2 Графическая часть 41

4.2.1 Содержание графической части 41

5 Критерии выполнения курсового проекта 41

Заключение 43

Информационное обеспечение 44

Приложение А -Таблицы железобетонных конструкций 45

ПриложениеБ - Таблицы металических конструкций 49

Приложение В - Пример оформления технического задания на курсовой проект 52

Приложение Г -Задание на курсовой проект 53

Приложение Д - Основные надписи на листах основного комплекта рабочих чертежей 54

Приложение Е - Пример оформления листа «Содержание» текстового документа 

(пояснительной записки) 57

 

Введение

 

Курсовое проектирование является завершающим этапом изучения дисциплины по разделу 4 «Строительные конструкции» МДК 01.01. «Проектирование зданий и сооружений» и проводится после завершения теоретических и практических занятий и прохождения производственной практики.

В процессе выполнения курсового проекта студенты углубляют полученные профильные базовые знания и готовятся к выполнению дипломного проекта.

Основная цель методических указаний – ознакомление студентов с требованиями, предъявляемыми к объёму, содержанию и оформлению пояснительной записки и графической части курсового проекта.

Разработанное пособие содержит тематику курсовых проектов, требования к их составу, рекомендации по разработке разделов, требования к оформлению графической части и пояснительной записки, рекомендует литературу для их выполнения.

Курсовой проект представляет собой проектную работу, при выполнении которой студент впервые самостоятельно решает вопросырасчёта и проектирования современных и широко распространённых в строительстве несущих строительных конструкций, оснований и фундаментов.

Цель курсового проектирования, как одного из этапов обучения, - научить студентов правильно применять базовые теоретические знания, полученные ими в процессе учебы, использовать свой практический опыт, полученный при выполнении лабораторных и практическихработ для решения профессиональных расчетных задач, а также подготовить студентов к дипломному проектированию.

В соответствии с этим в процессе курсового проектирования по дисциплине раздела 4 «Строительные конструкции»МДК 01.01. «Проектирование зданий и сооружений» решаются следующие задачи:

- закрепление и углубление теоретических знаний, полученных при изучении дисциплин   таких как: «Инженерная графика», «Техническая механика», «Строительные материалы» и «Архитектура зданий и сооружений;

-  развитие способности оценивать правильность решения расчета строительных конструкций по предельным состояниям;

-  представление расчётной схемы и характер напряжённого состояния элементов конструкций при эксплуатации и в процессе монтажа;

-  проектирование прогрессивных конструкций зданий и сооружений, отвечающих требованиям прочности, жёсткости, трещиностойкости и долговечности;

-  развитие навыков самостоятельной работы с нормативной и справочной литературой.

Курсовое проектирование является подготовкой специалиста в соответствии с государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования.

При разработке курсового проекта студент использует программные комплексы «Autocad», ArchiCad, «Компас» и другие.

 

 

Тематика курсовых проектов

Тематика курсовых проектов подбирается преподавателем и выдается студенту индивидуально.

Тема проекта должна быть актуальной, соответствовать современным требованиям к изделиям и конструкциям для объектов строительства. Она должна быть связана с характером будущей работы студентов и соответствовать их подготовке по специальности.

Темами курсового проектирования являются конструктивные элементы:

- стальной из прокатных профилей,

- железобетонный (ребристая плита покрытия, многопустотная панель перекрытия, колонна, ригель, балка, фундамент, монолитная плита перекрытия),

- деревянный (стропильные конструкции: настил, обрешётка и стропильные ноги).

 

Содержание курсового проекта

Курсовой проект состоит из:

1) пояснительной записки;

2) графической части.

 

1 Пояснительная записка выполняется в объёме 10 – 15 листов формата А 4 с соблюдением всех правил оформления в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105 – 95 и ГОСТ 2.106 – 68. Она должна включать:

- титульный лист;

- содержание;

- данные для проектирования (задание);

- подсчёт нагрузок на 1м² покрытия (перекрытия);

- определение расчётной длины проектируемого элемента;

- статический расчёт проектируемого элемента: расчётная схема, определение  

эпюр моментов «М» и поперечных сил «Q» и их максимальные значения;

- расчёт элементов по первой группе предельных состояний;

- расчёт монтажных петель;

- конструирование конструктивного элемента;

- расчёт на монтажные и транспортные нагрузки;

- список использованной литературы.

1 Графическая часть проекта выполняется на двух листах формата А1, и  должна содержать чертежи:

- КЖ – конструкции железобетонные - опалубочный и арматурный со всеми таблицами;

- КМ – конструкции металлические – общих видов, планов, разрезов, узлов и таблицы «Выписка из спецификации»;

- КД – конструкции деревянные - схем расположения конструкций (планов, разрезов, видов), чертежи конструкций, узлов, спецификацию и примечания. 

 

Оформление пояснительной записки курсового проекта

 

Пояснительная записка курсового проекта оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105 – 95 и 2.106 – 68 ЕСКД на листах формата А 4 (210х297 мм), имеющих рамку и основную надпись, на персональном компьютере (ПК) шрифтом Times NewRoman без курсива № 14 для заголовков и №12 для текста, межстрочный интервал – 1,15мм.

На листе «Содержание» ставится штамп Ф5, на всех остальных – Ф6 по ГОСТу 21.1101-2009.

Расстояние от верхней или нижней строки текста до верхней или нижней рамки должно быть не менее 10 мм, от рамки до границ текста в начале и в конце строк – не менее 3 мм. Абзацы в тексте начинаются отступом, равным 15-17 мм.

Разделы должны иметь порядковые номера в пределах всего документа, обозначенные арабскими цифрами без точки, подразде­лы – нумерацию в пределах каждого раздела. Номер подраздела состоит из номеров раздела или подраздела, разделённых точкой. В конце номера подраздела точка не ставится.

Заголовки следует писать жирным шрифтом на 1 номер крупнее текста прописными буквами без точки в кон­це, не подчёркивая. Если они состоят из двух предложений, их раз­деляют точкой. Переносы слов в заголовках не допускаются. Рас­стояние между заголовком и текстом должно быть равно 15 мм, ме­жду заголовками раздела и подраздела – 8 мм. Каждый раздел ре­комендуется начинать с новой страницы.

Содержание включают в общее количество страниц данного документа. Слово «Содержание» записывают в виде заголовка (симметрично тексту) с прописной буквы, наименования, включён­ные в него, - строчными буквами, начиная с прописной.

Форма, содержание и размеры граф основной надписи, а также примеры заполнения листа «Содержания» и оформления последующих листов пояснительной записки приведены в приложениях Б, В, Г.

В тексте, за исключением формул, таблиц и рисунков, не допускается применение;

- математического знака минус «-» перед отрицательным зна­чением величин (следует писать «минус»);

- знака Æ для обозначения диаметра (следует писать слово «диаметр»);

- без числовых значений математических знаков, например, > (больше), а также знаки № (номер), % (процент).

       В тексте числовые значения величин с обозначением единиц физических величин и счёта следует писать цифрами, а числа без обозначения единиц физических величии и счёта от 1 до 9 – словами.

Пояснения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулу, если они не пояснены ранее в тексте, должны быть при­ведены под формулой.

Первая строка пояснения должна начинаться со слова «где» без двоеточия после него.

Формулы, следующие одна за другой и разделённые текстом, отделяют запятой. Они должны нумероваться, за исключением формул, помещенных в приложении, сквозной нумерацией араб­скими цифрами, которые записывают на уровне формулы справа в круглых скобках. Одну формулу обозначают – 1. Ссылки в тексте на порядковые номера формул дают в скобках, например, …, в формуле (1).

Примечания следует помещать непосредственно после тек­стового, графического материала или в таблице, к которой они от­носятся. Иллюстрации могут располагаться либо по тексту (как можно ближе к ссылкам на них в тексте), либо отдельно в конце документа. Иллюстрации нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией. (Если рисунок один, то он обозначается как «рисунок 1».) При необходимости они могут иметь наименование и пояс­нительные данные, после которых помещают слово «рисунок» и на­именование. Располагают следующим образом: Рисунок 1- Деталь прибора.

Таблицы применяют для лучшей наглядности и удобства сравнения показателей за исключением таблиц приложений (назва­ние следует помещать над таблицей), их следует нумеровать араб­скими цифрами сквозной нумерацией.

Заголовки граф и строк таблицы следует писать с прописной буквы, а подзаголовки граф – со строчной, если они составляют одно предложение с заголовком, или с прописной буквы, если они имеют самостоятельное значение. В конце заголовков и подзаго­ловков таблиц точки не ставят. Заголовки и подзаголовки граф ука­зывают в единственном числе. Разделять их диагональными ли­ниями не допускается. Горизонтальные и вертикальные линии, раз­граничивающие строки таблицы, допускается не проводить, если их отсутствие не затрудняет пользование ею.

Высота строк таблицы должна быть не менее 8 мм.

При делении таблицы на части допускается её головку, или боковик, заменять соответственно номером граф и строк. При этом нумеруют арабскими цифрами графы и / или строки первой части таблицы.

Слово «таблица» указывается один раз слева. Если таблица прерывается, то пишут «продолжение таблицы».

Графу «Номер по порядку» в таблицу включать не допускает­ся.

Обозначение единицы физической величины, общей для всех данных в строке, следует указывать после её наименования. Если в графе помещены значения одной и той же физической величины, то обозначение ее единицы указывают в заголовке (подзаголовке) этой графы.

Текст, повторяющийся в строках одной и той же графы и состоящий из одиночных слов, заменяют кавычками

На все таблицы должны быть приведены ссылки в тексте, при этом следует писать слово «таблица» с указанием её номера.

Заголовки граф, как правило, записывают параллельно стро­кам таблицы, при необходимости допускается перпендикулярное их расположение.

Таблицу, в зависимости от её размера, помещают под текстом, в котором впервые дана ссылка на неё, или на следующей страни­це. При необходимости – в приложении. Например:

Таблица 1

Тип изолятора	Номинальное напряжение, В	Номинальный ток, А
ПНР-6/400	6	400
ПНР – 6/800	6	800
ПНР – 6/900	6	900

 

Заменять кавычками повторяющиеся в таблице цифры, мате­матические знаки, знаки процента и номера, обозначение марок ма­териалов и типоразмеров изделий, обозначения нормативных документов не допустимо.

Содержание и методические указания по выполнению курсового

Проекта

Пояснительная записка

      

Пояснительная записка состоит из разделов, представленных ниже.

Введение

Введение должно осветить развитие строительного проектирования за последние

годы, разработку новых норм строительства зданий, сооружений и их элементов, а также  новых эффективных материалов, изделий и конструкций. Онидолжны обосновать актуальность темы курсового проекта и дать в сжатом виде основы современных методов расчёта и конструирования.

1Расчётная часть. Пример расчёта предварительно напряжённой многопустотной панели перекрытия

       1.1 Конструктивные решения

       Расчёт и конструирование железобетонной многопустотной плиты (панели) с круглыми пустотами с вычерчиванием чертежа и составлением спецификации.

Рассчитать и запроектировать многопустотную панель перекрытия с круглыми пустотами при следующих данных:

- панель изготовлена из бетона класса В20 с характеристиками:

расчётное сопротивление бетона для предельных состояний первой группы:

- сжатие осевое (призменная прочность) R_b = 11,5МПа = 1,15кН/см²;

- растяжение осевое Rbt = 0,9МПа = 0,09кН /см²;

- модуль упругости бетона при классе бетона В20 Е_b = 27500МПа;

- передаточная прочность бетона R_bρ = 10МПа = 1,0 кН/см²;(табл.5.2 СП52 – 101- 2003).

Напрягаемая арматура:

- горячекатанная и термически упрочнённая периодического профиля класса А600 с расчётным сопротивлением для предельных состояния первой групп

R_s = 520МПа = 52 кН /см²;

- нормативное сопротивление R_{s, ser}= 590МПа = 59 кН /см²;

R_sп = 600МПа = 60 кН/см²;

- модуль упругости стали Е_b = 190000МПа.

       Способ натяжения – электротермический, с тепловлажностной обработкой. Задаёмся предварительным напряжением арматуры, принимая

σ_sp = 0,8 * R_sп = 0,8 × 600 = 480МПа = 48 кН /см²;

       Монтажная арматура класса В500  с расчётным сопротивлением

R_sw = 415 МПа = 41,5 кН/см².

Монтажные петли из арматуры класса А240

с R_s = 215 МПа = 21,5 кН/см², (табл. 5,7;5,8 СП 52-101-2003)

       В целях унификации размеры панели принимаем по типовой серии 1.041.1 – 3 выпуск 11 для многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий, для зданий с колоннами сечением 300 ×300мм,рисунок 1:ширина – 1490мм; длина – 5650мм; высота – 220мм.

Рисунок 1 – Сечение панели

 

Расчётная схема панели

         Расчетная схема панели  и эпюры моментов и поперечных сил представлены  на рисунке 3

Рисунок 3 – Расчетная схема панели

ℓ_р = ℓ - (ℓ_оп/2),                                                                     (1)

где ℓ_р – расчётная длина панели, мм;

ℓ - конструктивная длина панели, мм;

 ℓ_оп – длина опоры, мм

ℓ_р= 5650 – 2 (120/2) = 5530мм =5,53м

         Панель работает как однопролётная свободно опёртая балка. Расчётный пролёт ℓ_р равен расстоянию между серединой опор. Расчётное сечение панели при расчёте на прочность может рассматриваться как тавровое и иметь видпредставленный на рисунке 4.

Рисунок 4 – Расчетное сечение панели

 

h = 22см; h₁ = 0,9 * d = 0,9 * 15,9 = 14,3см

hƒ = hƒ΄ = (h – h₁)/2 = (22 – 14.3)/2 = 3.85cм ≈ 3,8см

bƒ΄ = 1490 – 15 * 2 = 1460мм = 146см

b = 146 – 0,9* 15,9 * 7 = 45,83 ≈ 46см

         Условно заменяем каждое отверстие на квадрат и бетонмежду ними, собираем в ребро.

b_ƒ΄-  ширина полки, принимается равной ширине панели по верху;

b -  ширина ребра;

h_ƒ΄ - высота полки.

Принимаем а = 3см и определяем рабочую высоту сечения:

h_о = h – а = 22 – 3 =19см

0,9 – коэффициент перехода от круглого сечения к квадратному.

Определяем максимальный изгибающий момент и максимальную поперечную силу, действующие в сечении по формулам:

М_max = q * ℓ_Р²/8,                                                                      (2)

где q – нагрузка на панель;

ℓ_р – расчётная длина панели (см.выше)  

М_max = 9,94 *5,53² /8 = 38 кНм

Q = q * ℓ_р /2                                                                                    (3)

Q = 9,94 * 5,53 /2 = 27,5 кН

 

Расчёт монтажных петель

 

         Определяем монтажные петли из условия подъёма панели за три точки по формуле:

А_s = 1,6 * Р / 3 * R_s                                                                                (26)

где А_s – площадь сечения стержня арматуры,см²;

1,6 – коэффициент динамичности;

  Р – вес панели определяем по формуле:

Р = 0,5 * b * h * ℓ * γ_жб                                                                         (27)

где γ_жб – удельный вес железобетона = 2500кг / см³

  Р = 0,5 * 1,49 * 0,22 * 5,65 * 2500 = 2315 кг = 23,15кН

А_s = 1,6 * 23,15 / 3 * 21,5 = 0,574см²

По сортаменту арматуры (Приложение 3, табл.П.3.7) принимаем 4 петли Ø10 А240 с А_s = 0,785см².

 

Конструирование армирования

 

Верхнюю монтажную сетку ставим конструктивно по типу сеток, изготавливаемых по ГОСТ23279 - 83.

Рисунок 8 –Сетка С-1

 

У торцов панели ставим охватывающие сетки С – 2

 

Рисунок 9 - Сетка С-2

 

С учётом того, что высота панели меньше 300 мм и панель воспринимает равномерно распределённую нагрузку, следующая поперечная сила будет только у торцов панели, конструктивные каркасы ставим на участке 1/4 ℓ с шагом поперечных стержней 100мм, что меньше h / 2 = 220 /2 = 110мм

 

Рисунок 10 –Каркас КР-1

 

 

Рабочие чертежи приведены в графической части.

Таблица2 - Групповая спецификация

Марка изделия	Позиция детали	Наименование	Кол-во	Масса 1 детали, кг	Масса изделия,кг
С - 1	1	Ø4 В500 ℓ = 5630мм	8	0,518	6,66
	2	Ø4 В500 ℓ = 1440мм	99	0,132
С – 2	3	Ø4 В500 ℓ = 1830мм	5	0,168	1,09
	4	Ø4 В500 ℓ = 350мм	8	0,03
КР - 1	5	Ø4 В500 ℓ = 1440 мм	2	0,132	0,54
	6	Ø4 В500 ℓ = 200мм	15	0,018
П – 1	7	Ø10 А240 ℓ = 1100мм	4	0,679	2,71

 

Таблица 3 - Ведомость расхода стали

Марка элемента	Изделия арматурные						Всего
	Арматура класса
	А600		А240		В500
	ГОСТ 101884 – 80*		ГОСТ 5781 - 82		ГОСТ Р 52544 - 2006
	Ø10	Итого	Ø10	Итого	Ø4	Итого
ПК56 - 15	20,92	20,92	14,25	14,25	2,71	2,71	37,88

 

Таблица 4- Спецификация на железобетонное изделие

Поз.	Обозначение	Наименование	Кол-во	Примечание
Сборочные единицы
1	КП 08.02.01 КЖ 2017	Сетка С - 1	1	6,66
2		Сетка С - 2	3	3,27
3		Каркас КР - 1	8	4,32
4		Петля П - 1	4	2,71
		Детали
5		Ø10 А600 ℓ = 5650мм	6	20,92
		Материалы
		Бетон класса В20	1,067	м3

Пример расчёта и конструирования железобетонной ребристой плиты покрытия

Конструктивные решения

Рассчитать и сконструировать железобетонную ребристую плиту покрытия по следующим исходным данным:

- плита изготовлена из бетона класса В20. Расчётное сопротивление бетона

R_b = 11,5МПа = 1,15кН/см²; R_bt = 0,9МПа = 0,09кН/см²;

- продольная рабочая арматура класса А400. Расчётное сопротивление арматуры

R_s = 355МПа = 35,5кН/см²;

- монтажная арматура из проволоки класса В500. Расчётное сопротивление проволоки R_s = 415МПа = кН/см²; R_sw = 300кН/см²;

- поперечная арматура из класса А240.

Расчётное сопротивление арматуры

R_s = 215МПа = 21,5кН/см²; R_sw = 170МПа = 17,0кН/см²;

- и класса А400 с расчётным сопротивлением R_s = 355 = 35,5кН/см²;

- монтажные петли из арматуры класса А240 с расчётным сопротивлением

R_s = 215МПа = 21,5кН/см².

         В целях унификации размеры плиты покрытия принимаем по типовой серии, размеры плиты: ширина b = 1490мм, длина = 4180мм, высота h = 300мм, длина опорных площадок ℓ_оп = 130мм.

Сбор нагрузок

Нагрузки на плиту складываются из постоянных и временных. Подсчёт нагрузок ведём в табличной форме по требованиям СНиП2.01.07 – 85 «Нагрузки и воздействия».

Рисунок 11 – Многослойная конструкция для расчета нагрузки на ребристую плиту перекрытия

Таблица 5 - Сбор нагрузок на один квадратный метр покрытия

Вид нагрузки	Подсчёт	Норм. нагрузка	Коэффиц. надёж,γƒ		Расчётная нагрузка
1 Постоянные нагрузки
1 Гравий, втопленный в битум	0,01 * 16	0,16	1,3	0,21
2 Трёхслойный рубероидный ковёр	0,03 * 3слоя	0,09	1,3	0,12
3 Цементно – песчаная стяжка	0,03 * 17	0,51	1,3	0,66
4 Ребристая плита ПР	-	1,065	1,1	1,17
Итого:		qn = 1,83		q =2,16
2 Временные нагрузки
Снеговая нагрузка	S = S0 *µ = 2,4 * 1 = 2,4 Sn= 0,7*S = 0,7* 2,4 = 1,68	Sn = 1,68	-	2,4
Всего:		qn = 3,51кПа	-	q = 4,56кПа

 

Нагрузка на 1м длины плиты  перекрытия собирается с её номинальной ширины:

q = 4,56 * 1,5 = 6,84кН/м. Плиту условно разделяем на 2 элемента: полку и рёбра и расчёт ведём отдельно.

         2.3 Расчёт полки

Для расчёта вырезаем полосу шириной 1м и рассчитываем как балку на двух опорах.

              1 Расчётная схема полки

       Расчётная схема полки имеет вид, представленный на рисунке12.

Рисунок 12 – Расчетная схема полки ребристой плиты покрытия

 

Расчётную длину ℓ_р полки вычисляем по формуле

ℓ_р = ℓ - 2 (ℓ_оп/2),                                                              (30)

где ℓ - длина полки равна ширине плиты;

ℓ_оп – длина опорных площадок (см. п.1.3)

ℓ_р = 1490 – 2 * (130/2) = 1360мм = 1,36м

 

2 Статический расчёт полки

Изгибающий момент определяем по формуле

М_max = q * ℓ_р²/8                                                                      (31)

М_max = 6,48 * 1,36²/8 = 1,5кНм

       Расчётное сечение полки имеет прямоугольное сечение (рисунок 13)

Рисунок 13- Расчетное сечение полки

 

 Ширина b = 1240мм;

         Принимаем расстояние от нижнего растянутого волокна бетона до центра тяжести арматуры а = 15мм.

         Находим рабочую высоту сечения по формуле

h₀ = h – а                                                                               (32)

где h – высота полки сечения

h₀ = 30 – 15 = 15мм = 1,5см

 

3 Расчёт по нормальным сечениям

1Определяем расчётный коэффициент А₀ по формуле

 А₀ = М_max/ (R_{b *} b * h₀²)                                                          (33)

 А₀ = 150/(1,15 * 124 * 1,5²) = 0,468

2 Устанавливаем граничное значение коэффициента А_R по табл.П.3.8

(Приложения 3)А_R = 0,39. Граничное значение меньше А_R = 0,39 < А₀ = 0,468

Увеличиваем высоту полки h = 4см, тогда h₀ = 4 – 1,5 = 2,5см

А₀ = 150/(1,15 * 124 * 2,5²) = 0,168

А_R = 0,390 > А₀ = 0,168 Условие соблюдается.

По табл. П.3.9. (Приложения 3) определяем коэффициент η = 0,908

3 Определяем требуемую площадь монтажной арматуры по формуле

А_s^треб. = М_max /(η * h₀ * R_s)                                                      (34)

А_s^треб. = 150/(0,908 * 2,5 * 41,5) = 1,59см²

По требуемой площади принимаем монтажную арматуру. Задаёмся количеством стержней 8 Ø 6 В500 С А_s = 2,28см².

      

       2.4 Расчёт поперечных рёбер

 

  В целях упрощения расчёта некоторым защемлением поперечных рёбер на опорах пренебрегаем и рассматриваем поперечные рёбра, как свободно опёртые балки пролётом ℓ_р = 1,24м с равномерно распределённой нагрузкой.

 

1 Расчётная схема поперечного ребра

Рисунок 14 – Расчетное сечение поперечного ребра

       Расчётное сечение ребра принимаем таврового сечения с шириной полки, равной расстоянию между осями рёбер, то есть b_ƒ ^΄ = 120см,  рисунок 14.

 

h_ƒ^΄ = 30мм = 3см;

h = 140мм = 14см;

b = 40мм = 4см;

b_ƒ^΄ = 1200мм = 120см

Принимаем а = 3 см, тогда рабочая высота сечения h₀ = h – а

h₀ = 14 – 3 = 11см

2 Статический расчёт поперечного ребра

       Нагрузка на 1 погонный метр ребра, согласно принятым на чертеже 5 размерам, будет равна расчётной нагрузке от полки и от собственного веса ребра.Вычисляем расчётную нагрузку от собственного веса ребра

q_в = (0,04 + 0,09) /2 × (0,14 - 0,03) × 2500 × 1,1 = 20 кг/м = 200Н/м = 0,2кН/м

Расчётная нагрузка от полки q_п = 4,56 × 1,2 = 5,472 кН/м
Полная расчётная нагрузка будет равна: q = q_в + q_п

q= 0,2 + 5,472 = 5.672 кН/м = 5,7кН/м

Наибольший изгибающий момент вычисляем по формуле 35

М_max  = (5,7 × 1,24²)/8 = 1,1кНм

а наибольшую поперечную силу по формуле

Q_max = (q × ℓ_р) /2                                                                              (35)

Q_max  = (5,7 ×1,24) / 2 = 3,5 кН

 

       3 Расчёт по нормальным сечениям

3.1 Полагаем, что имеем первый случай расчёта тавровых сечений, когда сжатая зона

х < h_ƒ^΄.

3.2 Находим коэффициент А₀ по формуле (33)

А₀ = 110 / (1,15 × 120 × 11²) = 0,0066

3.3 Сравниваем его с граничным значением коэффициента А_R для арматуры В500 (таблица П.3.8. Приложения3). А_R = 0,376 > А₀ = 0,0066. Условие соблюдается. Продолжаем расчёт.

3.4 По таблице П.3.9 (Приложения 3) определяем значение коэффициента η = 0,995.

3.5 Находим требуемую площадь арматуры по формуле (34).

А_s^треб.  = 110 /(0,995 × 11 × 43,5) = 0,231см²

3.6 По требуемой площади принимаем арматуру. Задаёмся количеством стержней и ставим их в поперечных рёбрах 2 Ø 4В500 с А_s = 0,25см².

4 Расчёт по наклонным сечениям

4.1 Проверяем прочность по наклонной полосе между трещинами по формуле

Q_max ≤ 0,3 × φ_b1 × R_b × b × h₀                                                            (36)

гдеφ_b1 – коэффициент = 1;

3,5 ≤ 0,3 × 1 × 1,15 × 4 × 11 = 13,2кН

Q_max = 3,5 кН ≤ 13,2 кН. Условие выполняется.

4.2 Назначение поперечных стержней. Диаметр поперечных стержней вычисляется по формуле

d_sw = 0,25 × d_s                                                                                         (37)

где d_s – диаметр рабочей арматуры (п 3.6)

d_sw = 0,25 × 4 = 1мм. Принимаем d_sw = 3см с А_s = 0,071см².

4.3 Назначаем шаг поперечных стержней. На участках, расположенных вблизи опор, принимаем шаг по формуле

s_w = 0,5 × h₀, но не более 300мм                                                          (38)

s_w = 0,5 × 11 = 5,5 см

Принимаем 100мм. Проверяем отношение

s_w /h₀< (R_bt × b × h₀)/Q                            (39)

10/11 < (0,09 × 4 × 11) / 3,5

0,9< 1,1.Условие выполняется.

4.4 Расчёт прочности наклонных сечений.

1 Определяем усилие q_sw  = (R_sw × А_sw)/s_w(40)

q_sw = (17 × 0,071) / 5,5 = 0,22кН/см

2 Полученное усилие сравниваем с условием

q_sw ≥ 0,25 × R_bt × b                                                                                    (41)

q_sw ≥ 0,25 × 0,09 × 4 = 0,09; 0,12 ≥ 0,09; условие выполняется, поэтому поперечную арматуру учитываем в расчёте.  

3 Назначаемместа проверки наклонных сечений. При равномерно распределённой нагрузки принимаем с = h₀ = 11см.

4Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном в нормальном сечении, по формуле

Q_b1 = 0,5 × R_bt× b × h₀                                                                                (42)

Q_b1 = 0,5 × 0,09 × 4 × 11 = 1,98кН

Q_b1 × (2,5/(а/h₀)) ≤ 2,5 × R_bt × b × h₀                                                         (43)

1,98 × (2,5/(11/11)) ≤ 2,5 × 0,09 × 4 × 11; 4,95кН ≤ 9,9кН.

Условие выполняется.

5Определяем поперечную силу воспринимаемую поперечной арматурой по формуле

Q_sw1 = q_sw × h₀                   (44)

Q_sw1 = 0,12 × 11 = 1,32кН

6Проверяем выполнение условия

Q₁ ≤ Q_b1 + Q_sw(45)

где Q₁= Q_max= 3,5кН

3.5кН ≤ 4,95кН + 1,32кН 3,5кН ≤ 6,27кНУсловие выполняется, прочность проверенного сечения обеспечена.

7Проверяем наклонное сечение на расстоянии с = 2h₀ = 2 × 11 = 22см. Коэффициент, на который следует умножать величину Q₁, равен единицы.

Q_b1 = 0,5 × 0,09 × 4 × 11 = 1,98кН,

Q_sw1 = 0,12 × 11 = 1,32кН,

Q₁ ≤ 1,98 + 1,32 = 3,3кН,

где нагрузка q₁ = q – 0,5 q_п                                                                            (46)

q₁ = 6,84 – 0,5 × 3,51 = 5,08кН/м = 0,0508кН/см

Q₁ = Q_max – q₁ × с                                                                           (47)

Q₁ = 3,5 – 0,0508 × 22 = 2,4кН; 2,4кН ≤ 3,3кН.

Условие выполняется – прочность обеспечена.

8Конструируем каркас поперечного ребра:

- навсём участке поперечного ребра выполняется условие Q₁ ≤ Q_b, устанавливаем поперечную арматуру с шагом 55мм.

 

       2. 5 Расчёт продольных рёбер

 

 Плиту рассматриваем как однопролётную балку таврового сечения с равномерно распределённой нагрузкой.

1 Расчётная схема продольного ребра

Расчётное сечение продольного ребра показано на рисунке 15

Рисунок 15 – Расчетное сечение продольного ребра

h = 300мм; h_ƒ^́́יּ = 40мм; b_ƒ^יּ = 1490 – 40 = 1450мм; b = 65 × 2 = 130мм;

принимаем расстояние от нижнего растянутого волокна бетона до центра тяжести арматуры а = 3см, тогда рабочая высота сечения h₀ = h – а = 30 – 3 = 27см.

 

2 Статический расчёт продольного ребра

Расчётная схема продольного ребра на рисунке 16.

Рисунок 16 – Расчетная схема продольного ребра

ℓ_р  = 4180 – 2 (130/2) = 4050мм = 4,05м;

q = 6,84кН/м;

М_max = (6,84 × 4,05²)/8 = 14,кНм = 1400кНсм;

Q_max = (6,84 × 4,05)/2 = 13,85кН.

3 Расчёт по нормальным сечениям

3.1Устанавливаем расчётный случай тавровых элементов по формуле

М_max ≤ М_ƒ = R_b × b_ƒ^יּ × h_ƒ^יּ × (h₀ – 0,5 × h_ƒ^יּ)                                      (48)

М_ƒ = 1,15 × 145 × 4 (27 – 0,5 × 4) = 16675кНсм =166,75кНм;

М_max = 14кНм ≤ М_ƒ = 166,75кНм. Первый расчётный случай.

       3. 2Определяем значение коэффициента А₀ по формуле(33)

А₀ = 1400 /(1,15 × 145 × 27²) = 0,012

3.3 Сравниваем полученное значение коэффициента с его граничным значением А_R по табл. П.3.8 (Приложения 3). А_R = 0,390 > А₀ = 0,012.

Условие выполняется, продолжаем расчёт.

3.4 По таблице П.3.9 (Приложения 3) определяем значение коэффициента

η = 0,988 и находим требуемую арматуру по формуле (34)

А_s^треб.  = 1400 /(0,988 × 27 × 35,5) = 1,48см².

       По требуемой площади принимаем арматуру. Задаёмся количеством стержней продольной рабочей растянутой арматуры и ставим её в продольных рёбрах. Принимаем по таблице П.3.7 (Приложения 3) 1 Ø14А400 с А_s = 1,539см². Продольную арматуру объединяем в каркас и ставим в продольные рёбра.

 

       4 Расчёт по наклонным сечениям

4.1Выполняем расчёт прочности по полосе между наклонными сечениями. Проверяем выполнения условия по формуле (36)

Q ≤ 0,3 × 1 × 1,15 × 13 × 27 = 121,1кН;

Q_max = 13,85кН ≤ Q = 121,1кН. Условие выполняется, прочность сжатой зоны между наклонными сечениями обеспечена.

4.2Назначение поперечных стержней. Диаметр поперечных стержней выполняем по формуле (37)

d_sw = 0,25 × 14 = 3,5см. Назначаем диаметр поперечных стержней 6мм.

4.3Назначаем шаг поперечных стержней s_w. На участках вблизи опор принимаем шаг s_w = 0,5h₀ = 0,5 × 27 = 13,5см = 135мм. Принимаем шаг 130мм. Проверяем отношение по формуле (5.10)

13/27 < (0,09 × 13 × 27)/20;  0,48 < 1,58. Условие выполняется.

4.4 Определяем усилие по формуле (40).

q_sw = (17 × 0,283)/13 = 0,37кН/см

Полученное усилие сравниваем с условием (41)

q_sw = 0,37> 0,25 × 0,09 × 13 = 0,29кН/см. Условие выполняется, поперечные стержни учитываем в расчёте.

       Назначаем место проверки наклонного сечения, принимая а = h₀ = 27см.

       Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном в нормальном сечении по формуле (42)

Q_b1 = 2,5 × 0,09 × 13 × 27 = 79,0кН;

Q_b1  = 0,5 ×0,09 × 13 × 27 = 15,8 × 2.5 = 39.5кН < 79,0кН. Условие выполняется.

       Определяем поперечную силу, воспринимаемую поперечной арматурой по формуле 44.

Q_sw1  = 0,37 × 27 = 10кН.

       Проверяем у