Проектирование железобетонного связевого каркаса с продольным расположением ригелей

Достоинствами    этого типа каркаса можно считать простоту  монтажных соединений, минимум сварочных  работ,  технологичность. К недостаткам  относится повышенная  деформативность.

2.2.1 Нагрузки, действующие на здание.

Табл. 2а

Нагрузка на плиту перекрытия

Наименование нагрузки	Нормативное значение,  кН/м2	Коэфф. надеж-ности	Расчетное значение, кН/м2
Постоянная:
Линолеум	0,06	1,2	0,072
Клеящая мастика	0,03	1,3	0,04
Стяжка d=40 мм.	0,72	1,3	0,936
Звукоизоляция d=50 мм.	0,1	1,2	0,12
Гидроизоляция d=3 мм.	0,04	1,2	0,048
Плита перекрытия d=220 мм.	3	1,1	3,3
Перегородки	1	1,15	1,15
Итого постоянная:	4,95		5,666
Временная:
Длительная	1,6	1,2	1,92
Кратковременная	4	1,2	4,8
Итого временная:	5,6		6,72
Полная, в т.ч.:	10,55		12,386
-постоянная и длительная	6,55		7,586

Табл. 2б

Нагрузка от веса покрытия

2.2.2 Расчет многопустотной панели перекрытия

Требуется запроектировать многопустотную панель перекрытия с номинальными размерами 1,5х 6,0 м.

Исходные данные. Проектные размеры – 5980 х 1490 мм, высота сечения – 220 мм, бетон тяжелый класса В20 с характеристиками:

при

(т.к. панель не подвержена действию особо кратковременных нагрузок),при изготовлении бетон подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении, поэтому . Продольная напрягаемая арматура – стержни класса А-IV с характеристиками: ; способ предварительного натяжения арматуры – электротермический на упоры формы. Примем предварительное напряжение арматуры . При электротермическом способе натяжения возможное отклонение величины контролируемого натяжения ; тогда , что не превышает . Поперечная арматура и сварные сетки – из проволоки класса Вр-1 с характеристиками:      .

Предусмотрены семь круглых пустот диаметром d = 160 мм. Нагрузки приведены в таблице 2а.

Глубина площадки опирания панели на полку ригеля  90 мм, тогда расчетный пролет панели  

Погонные нагрузки на панель при номинальной ширине 1,5 м:

- расчетная   ;   

- нормативная полная   ;

- нормативная постоянная и длительная   .

Усилие от расчетной нагрузки:

,

Усилие от нормативной полной нагрузки:

Усилие от нормативной постоянной и длительной нагрузок

Приведем фактическое сечение плиты к расчетным характеристикам (рис. 2а).

Высота сечения равна фактической высоте панели h = 220 мм, полезная высота сечения . В расчетах по предельным состояниям первой группы  расчетная толщина сжатой полки таврового сечения  ширина полки равна ширине плиты поверху , расчетная ширина ребра .

Расчет    по  предельным  состояниям    второй  группы.

Для  расчетов    по  предельным  состояниям    второй  группы сечение приводим   к    двутавровому,  заменяя  круглые   отверстия на    квадратные  со стороной  0,9d.  Тогда  расчетные  толщины полок  двутаврового  сечения ,  ширина  нижней  полки  равна ширине  плиты  b_f =1490 мм,  верхней - b’_f =1460 мм, расчетная ширина ребра  

Расчет прочности нормальных сечений.

Поскольку  , следовательно, сжатая зона не выходит за пределы полки.

Определяем высоту сжатой зоны по формуле:

                                                 

Относительная высота сжатой зоны 

Характеристику сжатой зоны вычисляем по формуле:

                                                     

Отклонение натяжения при электротермическом способе от проектного рассчитываем по формуле:           где n_p – число натягиваемых стержней , тогда коэффициент точности натяжения .

Граничную высоту сжатой зоны определяем по формуле:

                                            здесь , .   Условие  выполнено.

Определяем требуемую площадь сечения растянутой арматуры по формуле:

                                                       

. Принимаем 4Æ18 с площадью . Напрягаемые стержни  располагаем симметрично в ребрах панели.

, конструктивные требования соблюдены.

Наклонные сечения.

Опыт проектирования показывает, что в пустотных панелях, особенно в предварительно напряженных, поперечная арматура по расчету не нужна. На приопорных участках длинной  арматуру устанавливаем конструктивно - 

Æ4 Вр-1 с шагом не более , принимаем шаг ,  в средней части пролета поперечную арматуру не устанавливаем.

Потери предварительного напряжения арматуры.При определении потерь коэффициент точности натяжения арматуры принимаем .

Потери от релаксации напряжений в арматуре при электротермическом способе натяжения . Потери от температурного перепада между натянутой арматурой и упорами , т. к. при пропаривании форма с упорами нагревается вместе с изделием. При электротермическом способе натяжения потери от деформации анкеров  и форм не учитываются, т. к. они учтены при определении полного удлинения арматуры.

Тогда усилие в арматуре к началу обжатия бетона определим по формуле:

.

 

Геометрические характеристики приведенного сечения.

Определяем площадь приведенного сечения:

Определяем момент инерции приведенного сечения:

Момент сопротивления по нижней зоне:

, то же, по верхней зоне

.

Эксцентриситет усилия обжатия  относительно центра тяжести сечения:

.

Определяем напряжение в бетоне при обжатии на уровне арматуры:

                                                 

.

Передаточную прочность бетона примем .

Тогда отношение .

Потери  от  быстронатекающей  ползучести  при  этом:

Усилие  в  арматуре к  концу  обжатия:

и напряжение в бетоне на уровне арматуры: .

Потери от усадки бетона:  .

Потери от ползучести бетона: .

Суммарные потери: .

Суммарные потери принимаются не менее 100 МПа. Тогда усилие в арматуре с учетом всех потерь .

Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси.

Расчет по образованию выполняется для выяснения необходимости