Расчетно-конструктивная часть

2.1 Расчет и конструирование плиты покрытия ПК60.12

Плита покрытия воспринимает нагрузку от состава рулонной кровли. Конструктивная длина панели составляет 5980 мм. Номинальная ширина плиты – 1200 мм, высота 220 мм.

2.1.1 Сбор нагрузок на 1м² покрытия

Таблица 5 - Сбор нагрузок на 1м² покрытия

Наименование нагрузки	Нормативное значение, кН/м2	F	n	Расчетное значение, кН/м2
1	2	3	4	5
I. Постоянная нагрузка
1.1 слой К-СТ-63-К/ПП-4.0 СТБ 1107, =4 мм, =800 кг/м3	0,03	1,35	0,95	0,04
2. 1 слой К-СТ-63-К/ПП-4.0 СТБ 1107, =4 мм, =800 кг/м3	0,03	1,35	0,95	0,04
3.Грунтовка раствором битума БК-V в керосине, =2 мм, =1200 кг/м3	0,02	1,35	0,95	0,03
4.Ц/п стяжка М100 F=7,5 =30 мм, =800 кг/м3	0,53	1,35	0,95	0,68
5.Плиты теплоизоляционные из пенобетона 475х400х110 СТБ 1322-2002, =110 мм, =190 кг/м3	0,21	1,35	0,95	0,27
6.Пароизоляция п/э пленка (черная) ГОСТ 10354-82, сорт первый, m = 5кг/м2, = 3мм	0,05	1,35	0,95	0,06
5. Пустотная плита покрытия, =220мм, =2500кг/м3	2,70	1,35	0,95	2,95
Итого:	3,57			4,07
II. Переменная нагрузка
6. Снеговая нагрузка, q = 140кг/м2	1,37	1,5	0,95	1,95
Итого всего:	4,94			6,02

Для выполнения расчета определяем нагрузку на 1 погонный метр плиты, которая будет равна:

где, B – номинальная ширина плиты (B = 1,2 м). Высота плиты 220 мм.

2.1.2 Характеристики принятых материалов

Бетон класса C12/15.

Расчетное сопротивление бетона при сжатии:

где, – нормативное сопротивление бетона,

– коэффициент безопасности по бетону для железобетонных конструкций.

Расчетное сопротивление бетона при растяжении:

где, – нормативное сопротивление бетона,

– коэффициент безопасности по бетону для железобетонных конструкций.

Модуль упругости бетона:

Рабочая продольная арматура S400.

– расчетное сопротивление арматуры.

Монтажная и конструктивная арматура S240.

– расчетное сопротивление арматуры.

Поперечная арматура S240.

– расчетное сопротивление арматуры.

Поперечная арматура S400.

– расчетное сопротивление арматуры.

Модуль упругости арматуры:

2.1.2 Определение конструктивной и расчётной длины плиты

Рисунок 2 - Схема опирания плиты на несущие стены

Конструктивная длина плиты:

– согласно каталога железобетонных изделий

Расчётный пролёт плиты:

– длина опирания плиты на полку ригеля.

2.1.3 Определение расчётных усилий на плиту

Плита рассчитывается в продольном направлении как однопролетная свободно лежащая балка, загруженная равномерно распределенной нагрузкой.

2.1.4 Вычисление размеров эквивалентного сечения плиты

Высота эквивалентного квадрата:

Толщина полок сечения:

где - высота сечения многопустотной плиты.

Количество пустот:

где - номинальная ширина многопустотной плиты.

Рисунок 3 - Приведенное сечение многопустотной плиты

Ширина полки плиты:

Суммарная толщина ребер:

2.1.5 Расчёт плиты по нормальным сечениям

Определение требуемой площади сечения арматуры при действия положительного момента ведётся как для таврового сечения с полкой в сжатой зоне. При действии отрицательного момента полка находится в растянутой зоне, следовательно расчётное сечение будет прямоугольным.

Определяем защитный слой бетона по формуле:

где, - минимальный защитный слой бетона, для плиты 10мм,

Определяем рабочую высоту плиты:

Предполагая, что нейтральная ось проходит по нижней грани полки, определяем область деформирования для прямоугольного сечения шириной и положение нейтральной оси при расчете тавровых сечений:

Определяем область деформирования:

что указывает на то , что сечение находится в области деформирования 1b.

С помощью таблице приложения находим величину изгибающего момента, воспринимаемого бетоном сечения, расположенным в пределах высоты полки:

Поскольку выполняется условие

следовательно, нейтральная ось расположена в пределах полки. Сечение многопустотной плиты рассматривается как прямоугольное с шириной

Определение сечения арматуры производим по таблице 1.

Проверяем соблюдение условия для сечения с одиночной арматурой:

- условие соблюдается, сжатая арматура не требуется.

Определяем требуемую площадь сечения (продольной) растянутой арматуры:

2.1.6 Расчет плиты по наклонным сечениям

Расчёт железобетонных элементов по прочности на действие поперечных сил без поперечного армирования,:

где, – расчётная поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементов без поперечной арматуры, определяемая по формуле:

Определяем:

Принимаем k = 2,0.

Условие соблюдается.

Так как – то расчет поперечной арматуры не требуется. Поперечную арматуру ставим по конструктивным соображениям.

2.1.7 Расчет плиты на монтажные усилия

Монтажные петли располагаем на расстоянии а = 0,6 м от торцов плиты рис. 4 Нагрузка от собственного веса плиты с учетом коэффициента динамичности k_d = 1,4

где - плотность железобетона.

Рисунок 4 - Расчетная схема

Определяем отрицательный изгибающий момент в консольной части:

Этот момент воспринимается продольной арматурой верхней сетки и продольной арматурой каркасов. В верхней сетке, в продольном направлении, расположены стержни рулонной сетки 7 Ø6 S240 с шагом 200 мм. Площадь этих стержней составит:

Необходимое количество арматуры на восприятие отрицательного момента:

что значительно меньше имеющейся арматуры А_s = 198мм².

Прочность плиты на монтажные усилия обеспечена.

2.1.8 Расчет монтажных петель

Определяем нагрузку от собственного веса плиты:

Усилие на одну монтажную петлю при условии передачи на три петли составит:

Определяем площадь сечения одной петли из арматуры класса S240:

Принимаем петлю Ø10 S240, .

2.1.9 Конструирование арматурных изделий плиты

Продольные стержни располагаем в каждое ребро плиты. Количество их составляет 7 штук. Принимаем 7 Ø10 S400 с и объединяем в сварную сетку С2 поперечными стержнями Ø6 S240 с шагом 200 мм:

В верхней полке плиты по конструктивным соображениям располагаем рулонную сетку С1:

Приопорные участки плиты армируем плоскими сварными каркасами КР-1, которые располагаются через 2-3 пустоты перпендикулярно между сетками длиной

ℓ = ℓ_к/4=5980/4=1495мм (принимаем общую длину каркаса 1520 мм), диаметр продольной и поперечной арматуры в каркасе Ø6 S240, шаг поперечных стержней:

Принимаем шаг поперечных стержней 100мм (кратно 25).

2.1.10 Определение основных технико-экономических показателей

Объем бетона:

где, – приведенная (суммарная) толщина ребер,

– толщина полок сечения,

– высота многопустотной плиты,

– ширина плиты по верху,

– ширина плиты по низу,

– конструктивная длина плиты.

Масса плиты:

где, – средняя плотность железобетона.

2.2 Расчёт и конструирование железобетонной перемычки

Перемычка с размерами сечения 120*140мм и длиной 1550мм

Определяем расчетный пролет панели при опирании ее на стены

Конструктивная длина перемычки:

= 1550 мм. (принято по каталогу)

Расчётный пролёт перемычки:

2.2.1 Сбор нагрузок на перемычку

Таблица 9 – Сбор нагрузок на перемычку

№ п/п	Наименование нагрузки, (подсчёт)	Нормативное значение, кН/м2	gF	gn	Расчётное значение, кН/м2
Постоянная нагрузка
1.	Каменная кладка: =430 мм, =1600 кг/м3	6,75	1,35	0,95	8,66
	Итого				q =8,66

2.2.2. Обоснование принятых размеров и сечений элементов

Рисунок 5 - Определение расчетной длины перемычки

Перемычка рассчитывается как защемленная балка , нагруженная нагрузкой от покрытия, каменной кладки и собственного веса

где высота этажа,

- полная нагрузка от покрытия,

От собственного веса перемычки, площадь поперечного сечения

где =2500 кг/м³ - удельный вес тяжелого бетона,

- коэффициент свободного падения,

g_F=1,35 – коэффициент безопасности понагрузке,

g_n=0,95 – коэффициент по ответственности.

Полная расчетная нагрузка на перемычку

2.2.3 Статический расчет

Определяем максимальный расчетный изгибающий момент и максимальную поперечную силу

2.2.4. Характеристики принятых материалов

Бетон класса C16/20

Расчетное сопротивление бетона при сжатии:

где, – нормативное сопротивление бетона,

– коэффициент безопасности по бетону для железобетонных конструкций.

Расчетное сопротивление бетона при растяжении:

где, – нормативное сопротивление бетона,

– коэффициент безопасности по бетону для железобетонных конструкций.

Модуль упругости бетона:

Рабочая продольная арматура S400.

– расчетное сопротивление арматуры.

Монтажная и конструктивная арматура S240.

– расчетное сопротивление арматуры.

Поперечная арматура S400.

– расчетное сопротивление арматуры.

Модуль упругости арматуры:

Для бетона С¹⁶/₂₀ находим:

e_cu = 3,5 ‰, по табл. 6.5 w_c = 0,810,

k₂ = 0,416,

2.2.5. Расчет прочности перемычки по нормальным сечениям

Определяем защитный слой бетона по формуле:

где -минимальный защитный слой бетона,

Определяем рабочую высоту перемычки:

Проверяем соблюдение условия для сечения с одиночной арматурой:

- условие соблюдается, сжатая арматура не требуется.

Определяем требуемую площадь сечения (продольной) растянутой арматуры:

16 класса S400

2.2.6. Расчет плиты по наклонным сечениям

Расчёт железобетонных элементов по прочности на действие поперечных сил без поперечного армирования

где – расчётная поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементов без поперечной арматуры,

Определяем:

Принимаем k = 2,0.

Условие соблюдается.

Так как – то требуется расчет поперечной арматуры.

2.2.7 Проверка прочности бетона по наклонной полосе между трещинами от действия главных сжимающих напряжений

=

где - коэффициент, учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента, и определяемый по формуле:

= 1+5 , принимаем =1,17.

где =0,01 – для тяжелого бетона.

Таким образом: , условие выполняется, следовательно, прочность бетона по наклонной полосе обеспечена.

2.2.8. Проверка прочности по наклонной трещине выполняется согласно условия

где – поперечная сила, воспринимаемая наклонным сечением.

Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном над вершиной наклонной трещины:

где -для тяжелых бетонов

так как сечение прямоугольное, то

В данном случае влияние продольных сил не учитывается, то

Полное усилие, воспринимаемое стержнями на единицу длины:

Длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента

(принимается не более 2d и не менее и не менее d

Принимаем

Поперечная сила, воспринимаемая сжатым бетоном:

Суммарная поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой составит:

Условие прочности соблюдается, следовательно, прочность по наклонной трещине обеспечен

Окончательно принимаем для армирования каркасов поперечную арматуру 6S400 (

2.2.9. Проверка перемычки на монтажные усилия

Монтажные петли распологаются на расстоянии a=0,3м=30см от торцов перемычки.

Нагрузка от собственного веса перемычки

где =2500 кг/м³ - удельный вес тяжелого бетона,

=9,81 - коэффициент свободного падения,

g_F=1,35 – коэффициент безопасности понагрузке,

g_n=0,95 – коэффициент по ответственности.

q=742 кН/м

M=33,39 кНм

Рисунок 6. Схема усилий монтажных петель

Определяем отрицательный изгибающий момент в консольной части:

В продольном направлении расположены сжатые стержни 1 18 S400.

Площадь этих стержней составит: А_s = 254,5 мм²

Необходимое количество арматуры на восприятие отрицательного момента:

что значительно меньше имеющейся арматуры А_s = 254,5 мм².

Прочность плиты на монтажные усилия обеспечена.

2.2.10 Расчет монтажных петель

Определяем нагрузку от собственного веса перемычки:

Усилие на одну монтажную петлю при условии передачи на три петли составит:

Определяем площадь сечения одной петли из арматуры класса S400:

Из конструктивных соображений принимаем петлю 8 S240, A_s1 =50,3 мм².

2.2.11. Конструирование арматурных изделий плиты

Для каркаса КР-1 конструктивно принимаем из условий сварки:

- рабочую арматуру 18 S400

- монтажные стержни 6 S240

- поперечную арматуру 6 S240

При высоте сечения h ≤ 450мм по конструктивным принимаем шаг поперечной арматуры:

- на приопорных участках:
, принимаем

длина приопорного участка:

ℓ = ℓ_к/4=1550/4=390мм

- в середине пролета:

Принимаем

 

2.212 Определение основных технико-экономических показателей

Объем бетона:

Масса:

 

Дата добавления: 2014-10-17; просмотров: 2654; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!