Расчет и конструирование ребристой плиты перекрытия. Проектирование колонны подвала

Страницы работы

21 страница (Word-файл)

Фрагмент текста работы

1.       Расчёт и конструирование ребристой плиты перекрытия

Исходные данные

Материалы панели:

бетон:

класс – В30;

расчетное сопротивление осевому сжатию Rb=17 МПа;

расчетное сопротивление осевому растяжению Rbt=1,2 МПа;

модуль упругости бетона Eb=32,5·103 МПа;

коэффициент условий работы бетона γb2=0,9

арматура:

в продольных ребрах используется предварительно напряженная арматура класса А-ΙII

расчетное сопротивление растяжению арматуры Rs=510 МПа;

нормативное сопротивление Rsn=590 МПа;

модуль упругости стали арматуры Es=200·103 МПа;

1.1       Определение нагрузок на перекрытие

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка,

кН/м2

Коэффициент надёжности по нагрузке γf

Расчетные нагрузки,

кН/м2

Постоянные:

собственный вес

Вес пола:

керамическая плитка цементная стяжка

2,5

0,24

0,44

1,1

1,1

1,3

2,75

0,264

0,572

ИТОГО g

Временная V

Полная q1=g+V

3,18

8

-

1,2

3,586

9,6

13,186

1.2       Определение усилий в сечении панели перекрытия

a=6,3 м

Lp=5,.8 м

bp=0,29 м

Расчётный пролёт панели:

L0=a-b/2=6,3-0,145=6,15 м

Равномерная распределённая нагрузка на перекрытие:

q=q1·bn=13,186·1,45=19,1197 кН/м

Усилия от расчётной нагрузки:

Максимальный момент:

Mmax===86 кН·м2

Максимальное поперечное усилие:

Qmax===55,9 кН

Размеры сечения плиты

h=42 см

bкон=bн -5 (ширина шва)=145-5=140 см

b'f = bкон-3=140-3=137 см

bср=(8+12)/2= 10 см

b=2·10=20 см – расчётная ширина ребра

h0=h-a=42-4=38 см - рабочая высота сечения

h'f =5 см – толщина верхней сжатой полки таврового сечения

Проверяем случай нагрузки:

M'f b2·Rb·b'f ·h'f ·(ho-h'f /2)=0,9·17·142·5·(38-5/2)=385,64 кН·м => 1 случай

Определение расчётной ширины полки bf

1)     

 - условие выполнено

2) bсвеса=          

 - условие выполнено

Оба условия выполнены, в расчет принимаем всю ширину полки bf’=bкон=140 см

1.3       Расчет прочности нормальных сечений

Панель, предварительно напряженная, с одиночным армированием. Далее подбираем диаметр и количество стержней рабочей продольной арматуры.

αm=Mmax/(γb2·Rb·b'f ·h02)=8600000 /(0,9·17·140·(100)·382)=0,0278

Зная αm по таблице подбираем ξ=0,027, ζ=0,986 [1]

Проверяем условие ξ ≤ ξR

Задаёмся σsp

σsp+p ≤ Rsn

σsp-p ≥ 0,3·Rsn

 

Rsn=590 МПа

p=30+360/L=30+360/(6,15+0,5)=84 МПа

Принимаем σsp=472 МПа

Определяем предельное отклонение предварительного напряжения Δγsp:

Δγsp=, где n – количество стрежней продольной арматуры

Δγsp=

ω=0,85-0,008·Rb·γb2=0,85-0,008·17·0,9=0,7276

ξR===0,55

ξ=0,027 < ξR=0,55 – условие выполняется

Коэффициент точности натяжения γsp=1-Δγsp=1-0,22=0,78

Определяем коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести:

γs6=η-(η-1)(2ξ/ξR-1)=1,2-(1,2-1)(2·0,27/0,55-1)=1,44

здесь η=1,2 для арматуры класса АΙV

Находим требуемую площадь сечения растянутой арматуры :

AS=M/(ζ·RS·γS6·h0·100)=8600000 /(0,9863·510·1,44·38·100)=3,13 см2

По таблице подбираем ближайшую площадь AS=4,02 см2, которую составляют 2 стержня диаметром 16 мм каждый.

1.4       Расчет прочности наклонных сечений.

Усилие обжатия:

N=P=As·(σsp-σ1) здесь:

AS=4,02см2

                                                                               σsp=0,8·Rsn=0,8·590=472 МПа

P=4,02·10-4·(330-100)=0,092 МН=92,46 кН

Определяем коэффициент φn учитывающий влияние продольных сил:

φn=0,1·P/(Rbt·b·h0)=0,1·92460/(1,2·20·38·100)=0,1<0,5 –условие выполняется:

Проверка необходимости расчетной поперечной арматуры:

Qmax<2,5·γb2·Rbt·b·h0

55,9·10³ Н < 2,5·0,9·1,2·20·38·100=205,2·10³ Н

55,9·10³H < 205,2·10³ Н - условие удовлетворяется

q1=g+V/2=19,1197+8/2=23,1197 кН/м=231,197 Н/см

0,16·φb4·(1+φn)·Rbt·b=0,16·1,5·(1+0,1)·1,2·0,9·20·100=570,24 Н/см > 231,197 Н/см принимаем с=2,5·h0=2,5·38 =95 см

Другое условие:

Q=Qmax-q1·с=55,9·103-231,197·95=33,94·10³ Н

φb4·(1+φn)·Rbt·b·h02/с=1,5·(1+0,1)·0,9·1,2·100·20·382/95=54,173 кН

54,173 > 33,94 – удовлетворяется  => на приопорных участках длиной L/4 арматуру устанавливают конструктивно, Ø4 Вр-1 с шагом s=h/2=20/2=10 см. В средней части пролёта арматура не применяется.

1.5       Расчет  полки  плиты на местный изгиб

Плита работает по балочной схеме на изгиб только в одном направлении, т.е. в коротком. Расчетный пролет при ширине ребер вверху 12см составит L1=140-2·12=116 см

Нагрузка на 1м2 полки может быть принята такой же, как и для плиты: (g+V)γn=(3,586+8)·0,95=11 кН/м

Изгибающий момент для полосы шириной 1 м определяют с учетом частичной заделки в ребрах:

M=11·1,162/11=1,35 кН·м

Рабочая высота сечения hо=5-1,5=3,5 см

αm=M/Rb·γb2·b·ho2=135000/(17·0,9·140·3,52(100))=0,05

По табл.3.1 [1] принимаем ζ=0,975

Арматура Ø4 Bp-1 с Rs=365 мПа

As=M/Rs·ζ·ho=135000/365·3,65·0,95·100=1,067см2 - 6Ø5 Bp-1 с As=1,18 см2. Принимаем сетку  с поперечной рабочей арматурой Ø4 Bp-1 S=250 мм

1.6       Расчеты плиты по 2-ой группе предельных состояний.

Цель расчета:

1. Предотвратить образование чрезмерного и продолжительного раскрытия трещин.

2. Предотвратить чрезмерные перемещения.

Последовательность расчета.

Ι. Определение категорий требований к трещиностойкости панели.

В данном расчете принято, что панели перекрытий эксплуатируются в закрытом помещении и к ним предъявляются требования, соответствующие 3-й категории (допустимо непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин). Требование к трещиностойкости допускается ограниченное по ширине, непродолжительное acrc,1, и продолжительное acrc,l раскрытие трещин.  

ΙΙ. Определение геометрических характеристик.

ΙΙΙ. Расчет по образованию нормальных трещин.

Цель - установить, образуются ли нормальные трещины в продольных ребрах панели. 

Проверяется условие Mser ≤ Mcrc=Rbt,ser·Wpl+P·γsp(eop+r), где Mser определяется от внешней нормативной нагрузки. Если условие выполняется, трещины не образуются, то следует перейти к расчету прогиба панели.

ΙV. Расчет по раскрытию нормальных трещин.

Расчет производится, если условие Mser ≤ Μcrc не выполняется.

V. Расчет прогиба панели.

Цель - установить, что прогиб панели f не превышает предельно

Похожие материалы

Информация о работе