- •3. Расчетно-конструктивный раздел
- •3.1 Расчет и конструирование плиты
- •2.1.1. Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
- •3.1.2. Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
- •3.1.3. Конструирование плиты
- •3.2 Расчёт и конструирование монолитной железобетонной колоны
- •3.3 Расчёт и конструирование фундамента
- •3.4 Расчёт и конструирование лестничной клетки
- •3.3.2 Назначение размеров сечения марша.
- •3.3.3 Подбор площади сечения продольной арматуры
- •3.3.4 Расчет наклонного сечения на поперечную силу.
- •3.3.5 Расчет сборной железобетонной площадки
- •3.3.6 Расчет лобового ребра.
- •3.3.7 Расчет наклонного сечения на поперечную силу.
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||
Должность |
Фамилия |
Подпись |
Дата |
||||
Зав. каф. |
|
|
|
|
Стадия |
Лист |
Листов |
Руковод. |
|
|
|
ВКР |
|
|
|
Консульт. |
|
|
|
|
|||
Разраб. |
|
|
|
||||
Н.контр. |
|
|
|
3. Расчетно-конструктивный раздел
3.1 Расчет и конструирование плиты
Плиты перекрытия и покрытия многопустотные толщиной 220 мм. Габариты плит: 6,0 х 1,5.
Таблица 3.1
Сбор нагрузки
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка, кПа |
Коэффициент надежности по нагрузке |
Расчетная нагрузка, кПа |
Постоянная нагрузка: вес конструкции пола: |
|||
-ПВХ спортивное покрытие Graboplast Supreme - 7 мм |
1,3 |
1,2 |
1,56 |
-цементно-песчаная стяжка = 50 мм, = 1800 кг/м3 |
0,9 |
1,3 |
1,17 |
-Пенополистирол ПСБ-С-35 – 30 мм |
0,01 |
1,2 |
0,012 |
-Вес железобетонной плиты перекрытия = 220 мм |
3 |
1,1 |
3,3 |
Итого постоянная нагрузка g |
5,21 |
|
6,0 |
Временная нагрузка , в том числе: |
4 |
1,3 |
5,2 |
длительная |
1,4 |
1,3 |
1,82 |
Полная нагрузка |
10,61 |
|
12,1 |
Нагрузка на 1 п.м. длины плиты (I класс ответственности) :
расчетная постоянная кН/м;
расчетная полная кН/м;
нормативная постоянная кН/м;
нормативная полная кН/м;
нормативная кратковременная кН/м;
нормативная постоянная и длительная кН/м.
Расчетные характеристики материалов для плиты:
Бетон -класс В40.
МПа,
МПа
МПа,
МПа
- коэффициент условий работы бетона
МПа -начальный модуль упругости
К трещиностойкости плиты предъявляются требования 3-ей категории. Натяжение напрягаемой арматуры осуществляется автоматизированным электротермическим способом.
Арматура:
продольная напрягаемая класса А800: МПа, МПа, МПа
продольная ненапрягаемая класса А300: МПа, МПа, МПа
поперечная ненапрягаемая класса В500: МПа, МПа, МПа
2.1.1. Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
Расчетный пролет плиты равен:
Плиты опираются на ригели. Поперечное сечение плиты заменяется двутавровым сечением. Пустоты диаметром 159 мм заменим квадратным со стороной мм. Высота сечения плиты 220 мм. Количество пустот 1,5м – 8 шт;
Размеры расчетного двутаврового сечения (см. рис. 3.1):
мм; мм;
мм; мм;
мм; b = 1470 – 0,9·159·6 = 611,4 мм.
Рисунок 3.1 – Конструктивное и расчетное сечения плиты
Расчетная схема – однопролетная шарнирно-опертая балка, загруженная равномерно-распределенной нагрузкой (см. рисунок 3.2).
(g+v)
L0=59000
М
QMAX
МMAX
Q
Рисунок 3.2 - Расчетная схема плиты и эпюры усилий
Усилия от расчетной полной нагрузки:
изгибающий момент в середине пролета:
кНм;
поперечная сила на опорах
кН.
Усилия от нормативной нагрузки:
полной:
кНм;
постоянной и длительной:
кНм.
кратковременной:
кНм.
Расчет по прочности сечения, нормального
к продольной оси плиты:
Расчетное поперечное сечение плиты принимается тавровым с полкой в сжатой зоне. Ширина верхней полки мм мм,
где l = 5980 мм.
Положение границы сжатой зоны:
;
Граница сжатой зоны проходит в полке.
.
,ξ=0,01, ζ=0,95.
Граничная относительная высота сжатой зоны:
,
где - характеристика сжатой зоны бетона ; - коэффициент условий работы бетона, принимаемый 0,9; - коэффициент, принимаемый равным для тяжелого бетона ;
- напряжение в арматуре, МПа:
,
где - предварительное напряжение, принимаемое при коэффициенте ; - потери напряжения, равные нулю при неавтоматизированном электротермическом способе натяжения арматуры; - предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, принимаемое для конструкций из тяжелого бетона с учетом действующих нагрузок МПа.
Величина предварительного напряжения :
и .
При электротермическом способе натяжения:
МПа,
где - длина натягиваемого стержня, м.
МПа.
.
При электротермическом способе натяжения величина вычисляется по формуле:
,
где - число стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента.
Число напрягаемых стержней
При благоприятном влиянии предварительного напряжения .Предварительное напряжение с учетом точности натяжения составит: МПа.
Потери напряжения:
МПа.
Напряжение в арматуре:
МПа.
Граничная относительная высота сжатой зоны:
Так как , то площадь сечения растянутой арматуры:
,
где - коэффициент условий работы арматуры
.
,
поэтому принимаем .
Площадь сечения арматуры:
мм2.
Принимаем по сортаменту 610 A-300 с мм2 больше требуемой площади сечения.
Геометрические характеристики приведенного сечения:
толщина полок мм;
ширина ребра b = 1470 – 0,9·159·6 = 611,4 мм.
ширина полок мм, мм.
При
,
Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани :
,
Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения :
мм.
Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести
Момент сопротивления приведенного сечения по растянутой зоне:
мм3;
то же по сжатой зоне:
мм3.
Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны:
.
Максимальное напряжение в сжатом бетоне от усилия предварительного напряжения и внешней нагрузки и :
,
где - изгибающий момент от полной нормативной нагрузки М = 82,5 кНм, - усилие обжатия с учетом всех потерь
Н.
Эксцентриситет усилия обжатия равен: = 108,1 – 30 = 78,1 мм.
;
, ; мм.
Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки:
мм.
Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне:
.
Для симметричных двутавровых сечений коэффициент при условии:
, .
Упругопластический момент сопротивления :
мм3;
мм3.
Потери предварительного напряжения арматуры
Коэффициент точности натяжения арматуры .
Первые потери.
МПа.
Потери от температурного перепада между натянутой арматурой и упорами ,
Потери от деформации анкеров =0 и формы =0 при электротермическом способе натяжения .
Потери от трения арматуры об огибающие приспособления
Потери от быстронатекающей ползучести :
где и коэффициенты, принимаемые:
= 0,25 + 0,025Rbp, но не более 0,8;
= 5,25 - 0,185Rbp, но не более 2,5 и не менее 1,1.
При внецентренном обжатии и натяжении на упоры .
Усилие обжатия с учетом потерь:
Н.
Напряжение в бетоне при обжатии:
МПа.
Передаточная прочность бетона МПа.
Передаточная прочность бетона Rbp назначается не менее 11 МПа
Следовательно МПа, где В – класс бетона; МПа. Принимаем МПа, тогда .
Сжимающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от усилия обжатия
,
МПа.
Так как , то потери от быстронатекающей ползучести с коэффициентом 0,85:
МПа.
Первые потери МПа.
Вторые потери.
Потери от усадки бетона МПа для бетона класса В40
Потери от ползучести бетона вычисляются в зависимости от соотношения .
Первые потери:
Н.
МПа.
При потери от ползучести бетона
МПа.
Вторые потери МПа.
Полные потери МПа.
Так как ,
принимаем МПа.
Усилие обжатия с учетом всех потерь:
Н.
Расчет по прочности сечения, наклонного к продольной оси плиты
Поперечная сила определена при расчете внутренних усилий кН.
Предварительно приопорные участки плиты заармируем в соответствии с конструктивными требованиями. Для этого с каждой стороны плиты устанавливаем по четыре каркаса длиной с поперечными стержнями 4 В500, шаг которых мм.
( мм).
Проверяем условие обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами по формуле:
,
где - коэффициент, учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента; - коэффициент, учитывающий класс и вид бетона.
, но не более 1,3; где и .
.
При мм2 (44 Вр-I (В500)) коэффициент поперечного армирования
.
Отсюда .
Коэффициент ,
где для тяжелого бетона.
Делаем проверку:
Размеры поперечного сечения плиты достаточны для восприятия нагрузки.
Проверяем необходимость постановки расчетной поперечной арматуры исходя из условия: , где – коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона.
Коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в двутавровых элементах, равен:
.
При этом принимается, что . С учетом этого получаем:
.
Коэффициент, учитывающий влияние продольной силы обжатия
,
где принимается с учетом коэффициента :
.
Принимаем . Тогда .
Проверяем условие:
.
Поперечная арматура ставится по конструктивным требованиям.