201

Расчет плиты с круглыми пустотами

Курсовая

Архитектура, проектирование и строительство

Нормативные и расчетные характеристики тяжелого бетона класса В25. Предварительное напряжение при благоприятном влиянии с учетом натяжения арматуры. Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.

Русский

2012-11-14

305.5 KB

74 чел.

1. Расчет плиты с круглыми пустотами

Расчетный пролет плиты при опирании на ригель поверху

где l - шаг колонн в продольном направлении;

     b- половина ширины ригеля

Подсчет нагрузок на 1м2 перекрытия приведен в таблице:

Таблица1 – Нагрузки на 1м2 перекрытия

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка,

кН/м2

Коэффициент надежности по нагрузке

Расчетная

нагрузка,

кН/м2

Постоянная:

- от массы плиты с круглыми пустотами

δ=0,12м,ρ=19,9кН/м3

- от массы пола

0,12·19,9=2,39

0,80

1,1

1,2

2,63

0,96

Итого:

3,19

3,59

Временная:

-длительная;

-кратковременная

6,00

4,20

1,80

1,2

1,2

1,2

7,2

5,04

1,16

Всего:

9,19

10,79

В том числе постоянная и длительная

7,39

Расчет нагрузки на 1м длины при ширине плиты 2,4м, с учетом коэффициента надежности по назначению здания n=0,1 (для I класса ответственности здания):

- для расчетов по первой группе предельных состояний

- для расчетов по второй группе предельных состояний полная

длительная

Расчетные усилия:

- для расчетов по первой группе предельных состояний:

- для расчетов по второй группе предельных состояний:

Назначаем геометрические размеры плиты с учетом требований :

Нормативные и  расчетные характеристики тяжелого бетона класса В25, твердеющего в естественных условиях,  b2=0,9 ( при влажности 70%).

Еb=30000 МПа

Rbt=0,95МПа
Rbt,ser = 1,6 МПа

Rbn =18,5 МПа

Rb =13 МПа

Rsn = Rs,ser= 590 МПа

Rs=510 МПа

Еs=190000 МПа

Назначаем величину предварительного напряжения арматуры

Проверяем условие:  

и  

и

При электротермическом и электротермомеханическом способах определяется по формуле

l  длина натягиваемого стержня (расстояние между наружными гранями упоров), м.

Следовательно,  условия выполняются.

Предварительное напряжение при благоприятном влиянии с учетом натяжения арматуры будет равно:

где Δ γsp=0,1 согласно [1, n.1.27].

принимаем Δ γsp= 0,1 т.к. Δ γsp= 0,04 не удовлетворяет условию СНиП п 1.27.

2.  Расчет плиты по предельным состояниям первой группы

2. 1  Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси

Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне. Согласно [1] при  hf  h=0,14≥0,1 расчетная  ширина bf=2360мм (2,36м).

Параметр а=30мм, рабочая высота h0=  h-а=220-30=190мм

Проверяем условие: 

Т.е. граница сжатой зоны проходят в полке и расчет производим как для прямоугольного сечения шириной  b=bf=2360мм.

Определяем значение:       

  

Пользуясь СНиП 2.03.01.-84* находим: ξ=0,13 и ζ=0,935.

Вычислим относительную граничную высоту сжатой зоны  ξR по формулам [1,  n.3.12]:

где  ω – характеристика сжатой зоны бетона;

ω =α-0,008·Rb=0,85-0,008· 13=0,746

где  α=0,85 для тяжелого бетона;

      GSR-напряжение в арматуре:

σSR=RS+400-σSP=510+400-500=410МПа

σSС,U=500МПа при γb21,0. 

Если соблюдается условие < R, расчетное сопротивление арматуры Rs в оговоренных случаях умножается на коэффициент условий работы s6, определяемый по формуле

где - коэффициент, принимаемый равным для арматуры класса A-IV-1,20

Так как  ξ=0,13 0,295, то согласно [3, п.3,7], коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести можно принимать равным  s6 = =1,2                                               

Вычислим требуемую площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры:

  Принимаем 9 стержней  диаметром 14 мм, А-IV, АSР= 1385мм2

2.2 Проверка прочности плиты по наклонным сечениям к продольной оси

Qmax = 83,84кН;

 q1= q= 25,896 кН/м

Поскольку [2, п.5,26] допускается не устанавливать поперечную арматуру в многопустотных плитах, выполним проверку прочности сечения плиты на действие поперечной силы при отсутствии поперечной арматуры согласно [2, п.3,32].

Проверим условие [3]:

2,5 ·Rbt ·b · h0 Qmax ;

где b=2360-12·159=452мм

2,5·0,95·452·190=203,96·103Н=203,96кН ≥83,84кН

    Условие выполняется.

Проверим условие [3],принимая упрощение Qb1=Qb,min и С=2,5·h0=2,5·0,19= =0,475м

Находим усилие обжатия от растянутой продольной арматуры

Р=0,7·σSP·АSР=0,7·500·1385=484,750·103 Н=484,750кН.

Вычислим:    

Согласно [1]  φb3=0,5, тогда:

Qb,min= φb3  · (1+ φn) ·Rbt ·b · h0

Qb,min= 0,5 ·(1+ 0,59) ·0,95 ·452·190=64,86·103Н=64,86кН

Qb1 = Qb,min=64,86кН

Так как                    

Q = Qmax - q1·c

Q = 83,84 – 25,896·0,475=71,54кН

QQ b1

Следовательно, для прочности наклонных сечений по расчету арматуры не требуется.

3. Расчет плиты по  предельному состоянию второй группы

Согласно таблицы [1, табл.2] пустотная плита, эксплуатируемая в закрытом помещении и армированная напрягаемой арматурой класса A – IV диаметром 14 мм, должна удовлетворять 3-й категории требований по трещиностойкости, то есть допускается непродолжительное раскрытие трещин шириной  и продолжительное . Прогиб плиты от действия постоянной и длительной нагрузок не должен превышать:(см.[1, табл.4])

Геометрические характеристики  приведенного сечения:

Площадь приведенного сечения:

Статический момент сечения относительно нижней грани расчетного сечения:

Sred= b´f ·h´ f ·( h -0,5·h´ f )+ b ·h´f  ·0,5h+ b´f ·h´f·0,5 h´f +α·As·а=2360·31·(220-0,5·30)+

+452·31·0,5·220+2360·30·0,5·30+6.3·1385·30 = 17862885мм3=1786,3·104 мм3

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения:

Момент инерции сечения:

Момент сопротивления сечения относительно грани, растянутой от внешней нагрузки:

Относительно грани, сжатой от внешней нагрузки:

Так как     и   ,    =1,25

и упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне в стадии эксплуатации:

То же по растянутой зоне в стадии изготовления и монтажа:

  

 3.1. Определение первых потерь предварительного напряжения арматуры 

     Используем табл.5 СНиП 2.03.01-84

1) потери от релаксации напряжений в арматуре:

- при электротермическом и электротермомеханическом способах натяжения арматуры:

  принимается без учета потерь, МПа. Если вычисленные значения потерь окажутся отрицательными, их следует принимать равными нулю.

2) потери от температурного перепада (разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилие натяжения при прогреве бетона):

- для бетона классов В15-В40: ;

Где ∆t-разность между t нагреваемой арматуры и неподвижных упоров ( вне зоны нагрева), воспринимаемых усилия натяжения, т.к. точных данных не дано, то принимаем ∆t=65С

3) потери от деформации анкеров:

- при электротермическом способе натяжения потери от деформаций анкеров в расчете не учитываются.

Таким образом, усилие обжатия P1 с учетом потерь равно:

Точка приложения усилия P1 совпадает с центром тяжести сечения напрягаемой арматуры, поэтому  eop= y0 = 79,5мм

Определяем потери от быстронатекающей ползучести бетона, для чего вычислим напряжения в бетоне в середине пролета от действия силы P1 и изгибающего момента  Mw от собственного веса плиты:

Нагрузка от собственного веса плиты:

тогда                      

Напряжение на опоре вр растянутой арматуры (т.е. при y=eop=79,5мм) будет:

Напряжение вр на уровне крайнего сжатого волокна при эксплуатации то есть при

равна:

Назначаем передаточную прочность бетона =20МПа.

4) Потери от быстронатекающей ползучести бетона равна:

- на уровне растянутой арматуры:

α=0,25+0,025+ Rвp

α=0,75<0,8

поскольку         

    

Для бетона естественного твердения:

Определяются первые потери :  

 

σlos1= σ1+ σ26

σlos1=25+81,25+6,2=112,45 МПа

Тогда усилие обжатия с учетом первых потерь будет равно:

P1=( σ- σlos1) ∙ Аsp =(500- 112,45) ∙ 1385 =541,5·103 кН

Вычислим максимальные сжимающие напряжения в бетоне от действия силы P1 без учета собственного веса, принимая y= y0=79,5 мм

Поскольку

< 0,95 - требования [2]n.1.29 удовлетворяются.

3.2 Определение вторых потерь предварительного напряжения арматуры.

Используем табл.5 n.8 СНиП 2.03.01-84

-потери от усадки бетона:

Для тяжелого бетона естественного твердения марки В35 σ8=40МПа

- потери от ползучести бетона:

Напряжение в бетоне от действия силы P1 и изгибающего момента Mw будут равны:  

 

    

 

   

Если , то

где α=1, для тяжелого и легкого бетона естественного твердения;

Итого вторые потери:     

            

σlos2= σ8+ σ9=40+27,2=67,2МПа

Суммарные потери:      

             

σlos= σ los1+ σ los2=112,45+67,2=179,7МПа

σlos= 179,7МПа >100МПа

Потери не увеличиваем.

Усилие обжатия с учетом суммарных потерь будет равно:

P2=( σ- σlos) ∙ Аsp =(500-179,7) ∙1385=443,65∙103Н=443,65кН

4. Проверка образования трещин в плите

Выполняется по формулам СНиП 2.03.01-84 n.4.5.Для выяснения необходимости расчета по ширине раскрытия трещин и выявления случая расчета по деформациям.

При действии внешней нагрузки в стадии эксплуатации максимальных напряжений в сжатом бетоне (т.е. по верхней грани) равно:

тогда  

Коэффициент принимается не менее 0,7 и не более 1.

Принимаем φ=1 МПа.

Так как при действии усилия обжатия P1 в стадии изготовления минимальное напряжение в бетоне (в верхней зоне), равное:

Следовательно напряжение в бетоне будет сжимающим, верхние начальные трещины не образуются.

Согласно СНиП 2.03.01-84 n.4.5 принимаем:

 

Должно выполняться условие:      

                                 

Mr< Mcrc

Mr= 73,87кНм <  Mcrc=112,94 кНм –  выполняется

Следовательно, расчет ширины трещин не требуется.

5. Расчет прогиба плиты

Согласно СНиП 2.03.01-84 n4.25 и n4.24.При условии отсутствия трещин в растянутой зоне бетона.

Находим кривизну от действия постоянной и длительной нагрузок

φb1=0,87

φb2=2

Прогиб плиты без учета выгиба от усадки и ползучести бетона при предварительном обжатии будет равен:

Вывод

Условие выполняется, следовательно, плита отвечает прочностным требованиям.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73378. Розвиток зв’язного мовлення. «З глибин моря дістають перлини, а з глибин книг — знання». Твір-роздум за прислів’ями 140.47 KB
  Навчальна: закріплювати навички правильно будувати текст-міркування, вчити розкривати абстрактно-загальні поняття. Виховна: виховувати людяність, гуманізм у стосунках, великодушність та самопожертву, скромність, бережливе ставлення до природи.
73379. «Хто розмовляє?», «Хто сестра і брат?», «Хто вона?». Особливості поетичної мови Л. Глібова 135.01 KB
  Навчальна: проаналізувати програмні ліричні твори; визначити художні засоби, образність та особливості поетичної мови. Виховна: формувати шанобливе ставлення до поетичного слова. Розвивальна: розвивати творчу уяву, логічне мислення, виразне декламування віршів.
73380. Література рідного краю. Микола Кирилович Возіянов. «Легенда про Харків» 83.38 KB
  Навчальна: ознайомити учнів із цікавими сторінками біографії автора; опрацювати ідейно-художній зміст твору, визначити його тему й ідею, охарактеризувати головних персонажів. Виховна: прищеплювати інтерес до літератури рідного краю.
73381. Олександр Олесь (Кандиба). «Микита Кожум’яка» 169.8 KB
  Навчальна: опрацювати ідейно-художній зміст твору, визначити його тему й ідею, охарактеризувати головних персонажів та сюжет. Виховна: виховувати пошану до героїв нашого народу. Розвивальна: розвивати творчу уяву, логічне мислення, культуру мовлення, виразне читання.
73382. Картини довколишнього світу, природи в поезіях Т. Шевченка — інша, художня реальність, створена уявою митця за допомогою засобів образної мови 70.07 KB
  Навчальна: ознайомити учнів із цікавими сторінками біографії автора; проаналізувати ліричні твори; визначити художні засоби та образність. Виховна: прищеплювати приязне ставлення до краси навколишнього світу. Розвивальна: розвивати творчу уяву, логічне мислення, вміння висловлювати свою думку.
73383. Павло Тичина. Цікаві відомості про автора. Його поетичні збірки та майстерне відтворення краси природи, патріотичних почуттів засобами художнього слова 244.41 KB
  Народився Павло Тичина в сімї сільського дяка й регента Григорія Тимофійовича Тичини. Першим навчальним закладом була бурса в Чернігові де Тичина співав у хорі Єлецького монастиря а потім у Троїцькому хорі. Тичина не став ані художником ані музикантом хоча певний час у Чернігові керував...
73384. Література рідного краю. Поезія М. Побеляна 65.3 KB
  Чарівний мрії світ — дитинство! Дитинство — пора, коли збуваються всі бажання, коли немає нічого неможливого. Пора радісного сміху, ніжної маминої колискової, перших батьківських повчань, першої прочитаної книжки. Саме змалечку в дитячій душі засівається зерно любові до книжки — на всі літа.
73385. Є. Гуцало. «Зірка», «Чарівники», «Журавлі високі пролітають...» 430.45 KB
  Лірична стихія творчості Є. Гуцала стала формою суспільної опозиції. Переживши жахи повоєнного сільського побуту, автор по-своєму почав сприймати світ людей. Але саме в ліриці він почувається найбільш невимушено, розкуто, живописуючи красу природи й людей, охоче фіксуючи улюблений ним стан осяяння...
73386. М. Рильський. Основні відомості про поета, його вміння бачити красу рідної природи і створювати красу засобами поетичної мови 197.33 KB
  Максим Тадейович Рильський народився 19 березня 1895 року. Рильський студент Київського університету медичного факультету через два роки продовжить навчання на історикофілологічному але революція громадянська війна змусить його перервати освіту і переїхати в село де він вчителюватиме...