Проектирование железобетонных конструкций пятиэтажного общественного здания, длинна которого равна 50,4 м, ширина – 24 м, а высота этажа – 3,3 м

Определение расхода стали на плиты перекрытия   каждого типа размера по каждому из вариантов.

     Показатель расхода стали 1 м³ в ребристой панели перекрытия

                                                                                                      Таблица №3

Вид конструкции	Полная нормативная нагрузка qn=кН/м2	Расход стали Bо.ст.пл. кг/м3 бетона плиты при рабочей арматуре
		Класс А III(A-400)
Плита ребристая	5.0 10.0 13,3 15.0 20.0	69 90 108,3 117 139

3.1 Расход рабочей арматуры панели каждой марки.

         В-Ι                                                                            В-ΙΙ     

При поперечном распол. ригелей                При продольном распол. ригелей

g_m=B_st*V_б  

g_mп1=1,521*108,3=164,72кг;                                      g_mп1=1,56*108,3=168,95кг;

g_mп2=0,936*108,3=101,37кг;                                       g_mп2=0,78*108,3=84,47кг;

g_mп3=0,702*108,3=76,03кг;                                        g_mп3=0,59*108,3=63,9кг; 

3.2 Определение расхода стали на ригели перекрытия

Показатели расхода стали на 1 м³ бетона для ригелей перекрытий В_{о. ср.} (в кг)

Таблица №4

Вид элемента	Полная нормативнвя нагрузка qпн, кгс/м2	Расход стали Во. сп., кг/м3 бетона при рабочей арматуре класса А-III
Ригели перекрытий: Вариант 2 Вариант 1	3000 6000 7980 9000 9576 12000 15000	160 178 193,7 202 207,4 230 270

Т. к. полная нормативная нагрузка на перекрытия составляет 13,3 кН/м² , то расход стали на 1 м³ бетона в панели принимаем 108,3 кг/м³ (Таблица 3).

Тогда расход стали на конструкцию

Для ригелей q_к^р = q^норм *l, где l – шаг ригелей.

q1_к^р =13,3*7,2=95,76кН/м³; принимаем расход стали на 1 м³ бетона 207,4 кг/м³ (Таблица 4).

Тогда расход стали на конструкцию:

p_{риг кр}^v=207,4*1,65=342,21кг

p_риг^v=207,4*1,53=317,32кг

q2_к^р =13,3*6=79,8кН/м³; принимаем расход стали на 1 м³ бетона 193,7 кг/м³ (Таблица 4).

Тогда расход стали на конструкцию:

p_{риг кр}^v=193,7*2,0=387,4кг

p_риг^v=207,4*1,87=362,22кг

3.4 СРАВНЕНИЕ СЕБЕСТОИМОСТИ ВАРИАНТОВ.

Расчёт технико-экономических показателей конструкций производился на ЭВМ с использованием программы ТЕРS1  «Расчёт технико-экономических показателей сборных железобетонных конструкций».

Сравнение вариантов производится по общей себестоимости варианта, т. е. по сумме себестоимостей всех конструкций каркаса, участвующих в расчёте.

Результаты сравнения приведены в табл. 7.

Таблица 7. Сравнение себестоимости вариантов.

Название	Вариант 1			Вариант 2
	Кол-во	Себестоимость	Трудоёмкость	Кол-во	Себестоимость	Трудоёмкость
П1	112	26146,4	2430,4	112	27204,8		2604
П2	21	3180,03	321,51	24	3159,84		342,96
П3	14	1663,2	181,72	8	832,16		99,12
Р1	24	6792,96	918,96	21	7005,18		860,59
Р2	8	2114,88	291,92	14	4362,54		546,56
Итого		40497,47	4144,51		42564,502		4453,23

3.5 Вывод.

На основание выполненного технико-экономического сопоставление показателей двух вариантов конструктивного решения перекрытия для дальнейшего проектирования строительной конструкции принимаю В-I с поперечным сечением ригелей.

4. Проектирование рядовой панели перекрытия.

   Статический расчет.

        Плиты перекрытия опираются на ригели (прямоугольной формы сечения) поверху или на полки ригеля тавровой формы. Плиты соединяются сваркой закладных деталей с ригелями на монтаже. С точки зрения статического расчета все типы панелей рассматриваются как свободно опертые однопролетные балки, нагруженные равномерно распределенной нагрузкой q в кН/м. За расчетный пролет плиты принимают расстояние между серединами площадок ее опирания, при этом необходимо предварительно принять размеры сечения ригеля.

4.1 Определяем погонную нагрузку на проектируемую панель с учетом номинальной ширина Вн.

q^р(кН/м)= g+p(кН/м²)*В_н

q^р=15,66*1,3= 20,4 кН/м

4.2 Определение расчетного пролета для проектируемой панели перекрытия.

                                                                                  Плита – это свободношарнир-

                                                                                                 но опертая балка.

Определении усилий от расчетных

                                нагрузок:

                                                                            L₀=Lk -140=6,88-0,14=6.74м

М^р=q^р(кН/м)*L₀²/8 [кН*м] ;

Q^p=q^p*L₀/2  [кН] ;  

М^р=20,4*6.74²/8=115,84 кН*м ;

  Q^p=20,4*6.74/2=68,75 кН ; 

      Рисунок 9.

4.3 Расчет нормативных сечений изгибаемого элемента.

 Назначение прочностных характеристик для бетона и арматуры(мПА):

1.a)Бетон в панели перекрытия

Rbn=18.5

Rb=14.5

Rbt=1.05

  б)арматура в панели перекрытия

Rs=365

Rsn=400

2. a)бетон  в колоне

Rbn=15

Rb=11.5

Rbt=0.9

  б)арматура в колоне

Rs=270

Rsn=30

4.4 Компоновка расчетного сечения, проектируемой рядовой панели перекрытия:

.

                                                                           Рисунок 10.

Расчетное сечение ребристой панели перекрытия. При расчетах по Ι гр.п.н.с. является тавровое сечение с полкой в сжатой зоне.

                                                                                             Рисунок 11.

Натуральное  сечение панели                                          расчетное по Ι гр.п.с.

=>

                                                                                                              Рисунок 12.

Вк=1300мм;  

B_f’=1300-30=1270мм;

а=30мм;

h_п=650мм;

h_f=50мм;

В_Р=75мм;

h₀=h-a=650-30=620мм;

если h<=100мм, аbmax=(ds; 10мм)

если h>100мм, аbmax=(ds; 15мм)

Алгоритм подбора сечения продольной рабочей арматуры в проектируемой панели перекрытия.

M^P = Ао*Rв* B_f’* h₀²                                     

M^P = A_S* R_S*η*h₀

А₀=М^Р/(R_B*B_f’*h₀²)= 115,84/(14500*1.27*0.62²)=0.103

ζ =0.11 υ=0.945

A_S=M^P/ (R_S* υ *h₀)= 115,84*10⁶/(365*0.945*620)=541,68мм²=5,417cм²

A_S^Ф=628мм² , т.к. A_S^Ф> A_S принимаем 2Ө20 АІІІ

  

4.5 Расчет полки панели перекрытия на местный изгиб.

Расчёт полки на местный изгиб выполняем, рассматривая её как частично защемлённую в рёбрах. В качестве плитной конструкции рассматриваем полосу шириной 1 м. Толщина полки 50 мм.

Расчётная длина:                                    l₀ = b_f - 0,1 8 = 1.3 - 0,1 8   = 1,12 м

а = 0.015 м      h₀ = h^’_f - a  = 0,05 - 0,015 = 0,035 м

4.6Определяем погонную расчетную нагрузку на полку.

Расчётная нагрузка:                         q^p = (g+p) * 1,0 = 15660 х 1,0 = 15660 Н/ м

Максимальный изгибающий момент:    Mmax = (q^p * l₀^2) / 11 = (15660 * 1.12^2)/11 =  1785,8 Н*м

4.7Расчет подбора арматуры в сетке.

A = Mmax / ( R_ь * b_f * h^2) = 1785,8/( 14.5 *10⁶ *1.3 * 0,035² ) = 0,11

С помощью A по таблице выбираем наиболее подходящее значение ξ и v

ξ = 0,116, v = 0,942.

Площадь арматурной сетки:

As = Mmax / (Rs*v*h₀) = 1,7858*10⁶/ (365  * 0.942 * 35) = 148,4мм²

В качестве арматуры выбираем сетку из 8 проволок ВрI диаметром  5 мм .

s-шаг стержней

s=1000/8=125мм

С1=Ө4Вр- Ι -250/Ө5Вр- Ι -125

С2=Ө4Вр- Ι -250/Ө5Вр- Ι -125

х1=1/4* L₀ =1/4*1280=320мм 

х2=1/4*h=1/4*50=12.5мм

4.8 Расчет прочности наклонных сечений продольных ребер плиты.

 Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям должен производиться для обеспечения прочности на:

·  действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами (влияние главных сжимающих напряжений);

·  действие поперечной силы по наклонной трещине, вызывающей