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

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