Реконструкция здания оздоровительного центра под областную стоматологическую поликлинику в городе Гомель

Рисунок 6 – Расчетная схема и эпюры внутренних усилий от поперечной нагрузки для стропильной ноги.

Опорный момент МВ=(М01+М02*a21)/(1+a21),

где М01=g*l1²/8=g*3,02²/8=1,140g,

М02=g*l2²/8=g*3,23²/8=1,304g,

a21= l2/ l1=3,23/3,08=1,05, тогда получим

МВ=(1,140g+1,304g*1,05)/(1+1,05)=1,224g.

Опорные реакции будут:

А=(1,224/3,02+3,02/2)g=1,915g,

С=(1,224/3,23+3,23/2)g=1,994g,

В=(3,02+3,23)g-1,915g-1,994g=2,341g.

Максимальные моменты в пролетах:

Мпр1=1,762*1,762g-(1,762²/2)g=1,552g;

Мпр2=1,851*1,851g-(1,851²/2)g=1,713g.

Расчетная схема стропильной ноги и эпюры внутренних усилий приведены на рисунке Х.

Прочность стропильной ноги определяем как сжато-изогнутого стержня. Расчетное сопротивление сжатию для третьего сорта древесины сосны Rc=10 МПа.

Геометрические характеристики сечения:

Fрасч=0,05*0,175=87,5*10^-4 м²,

Wрасч=0,05*0,175²/6=255,2*10^-6 м³,

м.

Гибкость стержня:

l1=3,02/0,171=18 < 150;

l2=3,23/0,171=19 < 150.

Внутренние усилия составят:

Наибольший изгибающий момент и продольная сила в первом пролете от полной нагрузки:

Мпр1=1,552(gx+sx лев)=1,552*(0,094+0,742)=1,297 кН*м;

Nпр1=1,105(gy+sy лев)=1,105*(0,034+0,268)=0,334 кН;

Наибольший изгибающий момент и продольная сила во втором пролете от полной нагрузки:

Мпр2=1,713(gx+sx прав)=1,713*(0,094+1,238)=2,282 кН*м;

Nпр2=1,994(gy+sy прав)=1,994*(0,034+0,448)=0,961 кН.

Коэффициент x=1-l²N/(3000FбрRс):

для первого пролета:

x1=1-18²*0,334*10^-3/(3000*87,5*10^-4*10)=0,999≈1,

для второго пролета:

x2=1-19²*0,961*10^-3/(3000*87,5*10^-4*10)=0,999≈1.

Напряжения соответственно составят:

МПа < Rc=10 МПа,

МПа < Rc=10 МПа.

Прочность обеспечена.

2.5.  Расчет преднапряженной многопустотной плиты перекрытия.

Сбор нагрузок действующих на плиту.

Таблица Х – Нагрузка на плиту перекрытия

При ширине плиты 1,5 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания gn=1.

Расчетные нагрузки на плиту перекрытия:

Постоянная g=5,08*1,5*1=7,62 кН/м.

Временная p=1,95*1,5*1=2,92 кН/м.

Полная g+p=7,03*1,5*1=10,54 кН/м.

Нормативные нагрузки на плиту перекрытия:

Постоянная g=4,47*1,5*1=6,70 кН/м.

Временная p=1, 5*1,5*1=2,25 кН/м.

Полная g+p=5,97*1,5*1=8,96 кН/м.

Усилия от расчетных нагрузок:

M=(g+p)l02/8=10,54*5,552/8=40,58 кН*м,

Q=(g+p)l0/2=10,54*5,55/2=29,25 кН,

l0=5,55 м.

Усилия от нормативных нагрузок: M=(g+p)l02/8=8,96*5,552/8=34,50 кН*м.

Размеры сечения плиты.

b=1,5 м, h=0,22 м, l=6,0 м.

Рабочая высота сечения h0=h-a=22-3=19 см.

Высота сечения плиты h1=0,9h2=0,9*15,9=14,3 см.

hf=h'f=(h-h1)/2=(22-14,3)/2=3,8 см.

Рисунок 7.

Характеристики бетона и арматуры.

Для бетона класса В30:

Rb=17 МПа, Rbt=1,2 МПа, Rb ser=22 МПа, Rbt ser=1,8 МПа, Eb=29000 МПа (для бетона с тепловой обработкой).

Для напрягаемой арматуры класса Ат-V:

Rsn=785 МПа, Rs=680 МПа, Rsw=265 МПа, Es=170000 МПа. Арматуру натягивают на упоры формы электротермическим способом.

Для сварных сеток и каркасов из проволоки класса Вр-I:

Rs=360 МПа, Rsw=265 МПа, Es=170000 МПа.

Предварительное напряжение арматуры

ssp=0,6Rsn=0,6*785=471 МПа. Проверяем соблюдение условия:

ssp+Dssp £ Rsn; ssp-Dssp ³ 0,3Rsn;

при электротермическом способе натяжения:

ssp=30+360/6=90 МПа;

ssp+Dssp=471+90=561 МПа < 785 МПа;

ssp-Dssp=471-90=381 МПа > 235 МПа;

условия выполняются.

Вычисляем предельное отклонение предварительного натяжения при числе натягиваемых стержней np=5 по одному в каждом ребре.

;

при благоприятном влиянии предварительного натяжения gsp=1-0,14=0,86;

при проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты gsp=1+0,14=1,14.

Предварительное напряжение с учетом точности натяжения ssp=0,86*471=405 МПа.

2.5.1.  Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.

Устанавливаем расчетный случай для таврового сечения по условию характеризующему расположение нейтральной оси в полке:

;

М=40,58 < 17000*0,9*1,47*0,038(0,19-0,5*0,038)=146 кН*м.

Условие выполняется, нейтральная ось проходит в полке.

;

h=0,97;

x=0,4;

характеристика сжатой зоны:

w=0,85-0,008Rbgb2=0,85-0,008*17*0,9=0,73

граничная высота сжатой зоны:

;

ss1=Rs+400-ssp=680+400-305=775 МПа,

ssp=0,75*405=305 МПа, предварительное напряжение арматуры с учетом всех потерь.

Коэффициент условий работы gs6, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести согласно:

gs6=h-(h-1)(2x/xR-1) £ h; gs6=1,15-(1,15-1)(2*0,97/0,48-1)=1,24 > h=1,15;

принимаем gs6=h=1,15.

Площадь сечения продольной напрягаемой арматуры:

м.

Принимаем 6 Æ 12 Ат-V, As= 6,78 см2.

2.5.2.  Расчет прочности наклонного сечения

Влияние свесов сжатых полок:

Влияние усилий обжатия:

 кН,

вычисляем (1+jf+jn)=1+0,18+0,16=1,34 < 1,5 принимаем 1,34

кН.

В расчетном наклонном сечении

м.

Принимаем с=0,38 м. Тогда

 кН, следовательно, по расчету поперечная арматура не требуется. В ребрах устанавливаем конструктивно каркасы из арматуры Æ5 мм класса Вр-I. На приопорном участке шаг стержней 100 мм, в середине пролета шаг 200 мм. Чтобы обеспечить прочность полок панели на местные нагрузки, в пределах пустот в верхней и нижней зонах сечения предусмотрены сетки С-1 и С-2 марки (3Вр-I-200)/(3Вр-I-200), As=0,36 см2/м.

2.5.3.  Расчет панели по предельным состояниям второй группы

Геометрические характеристики приведенного сечения:

, см2,

Площадь приведенного сечения

см2,

Статический момент относительно нижней грани сечения панели:

см3,

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани панели:

см,

Момент инерции приведенного сечения относительно центра тяжести:

см4,

Момент сопротивления для растянутой грани сечения:

см3,

Момент сопротивления для сжатой грани сечения:

см3,

Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны (верхней) до центра тяжести приведенного сечения:

см, где , отношение напряжения в бетоне от нормативных нагрузок и усилия обжатия к расчетному сопротивлению бетона для предельных состояний второй группы принимаем равным 0,75.

тоже наименее удаленной (нижней):

см.

Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне при g=1,5 для двутаврового сечения при 2<bf/b=147/46,9=3,13<6:

см3.

2.5.4.  Определение потерь напряжения при натяжении арматуры на упоры

Предварительное напряжение в арматуре без учета потерь принято 471 МПа. При расчете потерь коэффициент точности натяжения арматуры