44258

Расчёт многопустотной плиты перекрытия

Дипломная

Архитектура, проектирование и строительство

Расчетные данные Для бетона класса В 30 Rb=17 МПа; Rbser=22 МПа; Rbt=12 МПа; Rbt ser=18 МПа; Eв=29000 МПа для тяжелого бетона с тепловой обработкой Для напрягаемой арматуры класса АтIV: Rsn=590 МПа; Rs=510 МПа; Rs=405 МПа; Es=19105 МПа. Для арматуры сварных сеток и каркасов из проволоки класса ВрI: R=360 МПа; Rs=265 МПа; Es=1.7105 МПа. Rвр=05 В=30=0530=15 МПа.

Русский

2013-11-13

355.5 KB

242 чел.

Расчёт многопустотной плиты перекрытия.

2.1 Подбор сечения

Панель рассчитываем как балку прямоугольного сечения с заданными размерами в*h=150*22 см (где в- номинальная ширина, h-высота панели). Проектируем панель семи пустотную. В расчёте поперечного сечения пустотной панели приводим к эквивалентному  двутавровому сечению. Заменяем площадь круглых пустот прямоугольниками той же  площади и того же момента

Вычисляем :

h1=0.9*d=0,9*15,9=14,3 см

hf=hIf=(h-h1)/2=(22-14.3)/2=3,85 см 3,8

приведённая толщин рёбер  b=146-7*14,3=45,9 cм

2.2 Расчётная схема.

Определение нагрузки и усилия по оси

Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие.

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка Н/м2

Коэф. надежности по нагрузке f

Расчетная нагрузка Н/м2

Постоянная

1. Покрытие «Брекчия» =2200 кг/м3 , t=0,04 м

880

1,2

1056

2. Стяжка из ц/п раствора t=0,04м  =2000 кг/м2

800

1,2

48

3. Керамзитобетон t=0.25 м =1000 кг/м3

2500

1,2

864

6. Перекрытие ж/б плита t=11 м =2500 кг/м3

2750

1,1

3025

Итого:

gn =6930

g =8121

Временная:

Длительная

700

1,2

840

Кратковременная

1300

1,2

1560

Итого:

pn =2000

p=2400

Полная:

Постоянная и длительная

7630

8961

Кратковременная

1300

1560

Итого

pn + gn =8930

g+p=10521

2.4. Расчетные данные

 Для бетона класса В 30

Rb=17 МПа; Rb,ser=22 МПа; Rbt=1,2 МПа;  Rbt, ser=1,8 МПа; Eв=29000 МПа (для тяжелого бетона с тепловой обработкой),

Для напрягаемой арматуры класса Ат-IV:

Rsn=590 МПа; Rs=510 МПа; Rs=405 МПа; Es=1,9*105 МПа.

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

R=360 МПа; Rs=265 МПа; Es=1.7*105 МПа.

Арматуры атягивают на упоры формы электротермическим способом, а обжатие бетона производят усилием напрягающей арматуры при достижении прочности.

Rвр=0,5

В=30=0,5*30=15 МПа. Бетонное изделие твердеет с помощью тепловой обработки (проарки).

Предварительное напряжение  арматуры принимается sp=0,6*Rsn=0,6*590=354 МПа. Проверим соблюдение условия

sp +sp Rsn ; sp- sp0.3 Rsn 

При электротермическом способе натяжения:

sp=30+360/6,3=90 МПа

sp+sp=354+90=444 Rsn =550 МПа

sp+sp=364-90=2640,3*590=177 МПа

Вычисляем коэффициент точности напряжения арматуры, учитываем возможные отклонения предварительного напряжения арматуры:

sp=sp,

sp=

sp =1-0,17=0,83

При проверке по образованию трещин в верхней (сжатой) зоне плиты при обжатии

 sp =1+0,17=1,17

Предварительное напряжение арматуры с учетом точности натяжения

sp=0,83*354=293,82 МПа

Определение нагрузок и усилий

Собственный вес панели нормативный gn1 =2750 Н/м2 , расчетный g1 =2750*1,1= 3025 Н/м2

Вес конструкций пола: нормативный-1038 Н/м2, расчетный-1246 Н/м2

Временная нагрузка: кратковременная нормативная-1300 Н/м2, расчетная-1300*1,2=1560 Н/м2 ,  длительная нормативная-700 Н/м2, расчетная-700*1,2=840 Н/м2 ,  

При n=0.95 и номинальной ширине панели 1,5м нагрузки на 1м длинны будут:

постоянная нормативная

qn1=(2750+4180)*1,5*0,95=9875,25 Н/м

постоянная расчётная:   q1=(3025+5096)*1,5*0,95=11572,4 Н/м

временная длительная нормативная:     pnld=700*1.5*0.95=997,5

то же, расчётная нагрузка:        pld=840*1.5*0.95=1197 Н/м

кратковременная нормативная:     pncr=1300*1.5*0.95=1852,5 Н/м

то же расчётная нагрузка:        pcd=1560*1.5*0.95=2223 Н/м

Определяю расчетную длину:

L0=Ln-b1/2-b2/2=6180-120/2-120/2=6060 мм

Расчетный изгибающий момент от действия полной нагрузки

M=ql20/8=14992,4*6,062/8=68,8 кН*м,

где q= q1+pld+pcd=11572,4+1197+2223=14992,4Н/м

Расчетный изгибающий момент от всей нормативной нагрузки (f=1)

Мn= qnl20/8=12725,8*6.062/8=58,41 кН/м

где qn=qn1+pnld+pncd=9875+997,5+1852,5=12725,8 кН/м

Расчетный изгибающий момент от постоянной и длительной нагрузок при f=1

Mld=qnldl20/8=10872,7*6,062/8=49,9 кН/м,

где qnld=qn1+nld=10872,7 Н/м

Изгибающий момент от  кратковременной нагрузки при f=1

Mcd=ncdl20/8=1852,5*6.062/8=8,5 кН/м

Перерезывающая сила на опоре от действия полной расчетной нагрузки

Q=ql0/2=11572,4*6,06/2=45427 Н

2.5 Расчет прочности панели по сечению нормальному к продольной оси.

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

Устанавливаем расчетный случай для таврового сечения по условию, характеризующему расположение нейтральной оси в полке МRbb2bfhf(h0-0.5hf)

M=68,8*105<17 (100)*0,9*146*3,8(19-0,5*3,8)=146*105 H*см

Условие удовлетворяется, нейтральная ось проходит в полке. Вычисляем

А0=М/(bfh20 Rbb2 )= 6880000/(147*17*192*0.9*100)=0,0847

При А0 =0,0847 по таблице 2.12 находим =0,955,  =0,09

Вычисляем характеристику сжатой зоны сечения:

=0,85-0,008Rb b2=0,85-0,008*17*0,9=0,73

Граничная высота сжатой зоны по формуле:

R=

Где s1=Rs+400-sp=510+400-242=668

sp=0,75*322=242

Коэффициент условий работы арматуры s6 учитывающий сопротивление арматуры выше условного предела текучести:

s6=-(-1)(2/R-1)

s6=0,955-(0,955-1)(2*0,09/0,9-1)=0,955-0,036=0,9190,955

Условие удовлетворяется, поэтому принимаем s6=0,919 для арматуры класса Aт-IV

Площадь сечения продольной напрягаемой арматуры

Аs=M/h0Rss6 =6880000/0,955*19*510(100)*0,919=8,08 см2

Принимаем 812 Ат-IV; As=9 см2

2.6 Расчет прочности наклонного сечения

 Q=45,4кН

Проверяем условие прочности по наклонной полосе между наклонными

трещинами полагая 1=1 (при отсутствии расчетной поперечной арматуры)

Q=454000,3*1*b1*Rb*b2b*h0;

где 1 =1-* Rb*b2=1-0,01*17*0.9=0.85

Q=45400<0,3*1*0,85*17*0,9*100*45,9*19=340250 Н. Условие соблюдается.

Влияние свесов сжатых полок

f=4(0.75*(3hf)hf)/(bh0)=4*(0.75*3*3.8*3.8)/(45,9*19) =0,14<0,5

Влияние продольного усилия обжатия

NP=Assp=9*242*100=217 кН

n=(0,1*N)/(Rbtb2bh0)=(0,1*217000)/(1,2*100*0,9*45,9*19)=0,2<05

Вычисляем (1+f+n)=1+0,14+0,23=1,37<1,5, принимаем 1,3.

Bb=b2(1+f+n) Rbtb2bh20 =2*1,3*1,2*100*0,9*45,9*192=46,5*105 Н*см

В расчетном наклонном сечении  Qb=Qs=Q/2,

тогда с=Bb/(0,5Q)=46,5*105/(0,5*45400)=205 см >2*h0 =2*19=38cм, с=2h0=38 cм. В этом случае Qb=Bb/c=46,5*105/38=122 кН >Q =45,4 kH, следовательно по расчету поперечная арматура не требуется.

В ребрах устанавливаем конструктивно каркасы из арматуры Æ5 класса Вр-I. По конструктивным  требованиям при h£450мм на приопорном участке.

l1=l0/4=606/4=151 см шаг стержней

S=h/2=22/2=11 см и S£15cм, принимаем S=10см.

В средней половине панели поперечные стержни можно не ставить, ограничиваясь их постановкой только на приопорных участках. Из конструктивных соображений для фиксации положения верхней сетки каркасы k=1 проектируют на свою длину панели с шагом поперечных стержней на приопорных участках s=100мм и в средней части s=200мм.

Чтобы обеспечить прочность полок панели на местные нагрузки, в пределах пустот в верхней и нижней зонах сечения, предусмотренной сетки С-1 и С-2 марки (3Вр-I-200)/ (3Вр-I-200), As=0,36 см2.

2.4.4. Расчет панели по предельным состояниям второй группы

Определим геометрические характеристики приведенного сечения

as/Eb =1,9*105 /0,29*105 =6,55

a*Asp=6,55*9=58,9 см2.

Площадь приведенного сечения

Аred=A+a*Asp+a*A¢sp+a*As+a*A¢s= 146*3,8*2 +(22 – 3,8 -3,8)*46+58,9+5,87*1,29*2= =1845,6см2

Статический момент относительно нижней грани сечений панели:

Sred=S+aSs0,1+aS¢s0,1+aSs0,2+aS¢s0,2    

Sred=146*3,8*(22-1,9)+146*3,8*1,9+58,9*3+5.87*1.29*3+5.87*1.29*20=12520,1 см3

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани панели

y0= Sred/Ared=12520,1/1845,6=7 см;  h-y0=22-7=15 см

Момент энерции приведенного сечения относительно центра тяжести

Ired=I+aAspy21+aA¢spy¢21+aAspy22+aA¢spy¢22

Где y1=7-3=4 см ;  y¢1=0;  y2=7-2=5см ;  y¢2=15-2=13 см

Ired=146*3,83/12+146*3,8*13,12+146*3,83/12+146*3,8*5,12+45,9*14,43/12 +45,9*14,4*42  +41,07*42 +5,87*1,29*52  +5,87*1,29*132 =135098 см4 

Момент сопротивления для растянутой грани сечения

Wred= Ired/y0=135098/7=19300 см3

То же, по сжатой грани сечения

W¢red= Ired/(h0-y0)=135098/(22-7)=9007 см3

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

r=jn(Wred/Ared)=0,85*19300/1845=9 см

где jn=1,6-sb/Rb,ser=1,6-0,75=0,85

то же, наименее удаленной от растянутой зоны (нижней)

rinf=0,85*9007/1845=4,2 см

Определение потерь предварительного напряжения при натяжении арматуры на упоры. Предварительное напряжение в арматуре ssp без учета потерь принято 0,6Rsn=0,6*590=354МПа.

При расчете потерь коэффициент точности натяжения арматуры jsp=1. определяем первые потери:

- от релаксации напряжений в арматуре s1=1  

ssp=0,03*354=10,62 МПа

-от температурного перепада s2=0, так как при пропаривании форма с упорами нагревается вместе с панелью.

- при деформации бетона быстронатекающей ползучести последовательно вычисляем:

Усилия обжатия P1=As(ssp-s1-s2)=9(354-10,6)*100=309 кН

-эксцентриситет усилия P1 относительно центра тяжести приведённого сечения

е=y0-ap=7-3=4 см;

напряжения в бетоне при обжатии

Устанавливаем значение передаточной прочности бетона из условия

sbp/Rbp£0.75; тогда  Rbp=sbp/0,75=2,31/0,75=3,1 МПа<0.5 B 30=15 МПа

Тогда отношение   sbp/Rbp=2,31/15=0,1

Вычисляем сжимающее напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от усилия обжатия P1 (без учета момента от собственного веса панели перекрытия).

При sbp/Rbp=2,04/15=0,1<a=0.25+0.025 *Rbp=0,25+0,025*15=0,63 (что <0.8) потери от быстронатекающей ползучести будут:

s6=0,85*40 sbp/ Rbp=0,85*40*0,17»3,4 МПа

Суммарное значение первых потерь

slos1=s1+s2+s6=10,6+0+3,4=15  МПа

С учётом первых потерь slos1 напряжение sbp будет

P1=As(ssp-slos1)=(354-15)*100*9 =305 кH

sbp=(305000/1845)+(305000*42/135098)= 1,7 МПа

sbp/Rbp=1,7/15=0,1

Определяем вторые потери:

от усадки бетона s8=35 МПа (по таблице 2,11)

от ползучести бетона  при sbp/Rbp=0,1<0,75 и k=0,85 для бетона, подвергнутого тепловой обрабтке при атмосферном давлении:

s9=150ksbp/Rbp=150*0,85*0,1=12,75 МПа

Вторые потери напряжений составляют

slos2=s8+s9=35+12,75=47,75 МПа

Суммарные потери предварительного напряжения арматуры составляют

slos=slos1+slos2=15+47,75=62,75<100 МПа установленного минимума потерь.

Принимаем значения всех потерь slos=100 МПа. Усилие обжатия с учетом всех потерь напряжений в арматуре

P2=As(ssp-slos)=9(354-100)*100=228600 Н=228,6 кН

2.4.5. Расчет по образованию трещин

Коэффициент надежности по нагрузке gf=1, и расчетный момент от полной нормативной нагрузки будет ;  Мn=58,41 кН*м  Мn£Mcrc(где Мсrc- момент внутренних усилий) трещины не образуются.

Вычисляем момент, воспринимаемый сечением, нормальным к продольной оси элемента, при образовании трещин.

Мcrc=Rbt,setWpl+Mrp=Rbt,setWpl+P02(l0p+r)

где Wpl=gWred=1,5*19300=28950  см3 (здесь g=1,5 для двутавровых сечений при  b¢f/b=146/46=3,17>2, согласно п.4,б прилож.VI); Мrp- ядровый момент усилий обжатия, равный  P02(e0pr) при gsp=0,86

Расстояние от центра тяжести приведённого сечения до ядровой точки, наиболее удалённой от растянутой зоны:

r=jn(Wred/Ared)=0.85*19300/1845=9 см

где jn=1,6-(sb/Rb,ser)=1,6-0,75=0,85

Усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь: при gsp=0,86

P02=gsp(ssp/slos)As=0,86(354-100)*9(100)= 196 кН.

Значение Мcrc:

Мcrc=1,8(100)*28950+0,86*196000(4+9)= 74,02*105H*см=74,02 кН*м3, что больше Мn=58,41  кН*м, следовательно, в эксплуатационной стадии работы панели трещин в ней не будет. Поэтому расчёт на раскрытие трещин не выполняют.

Проверяем, образуются ли начальные трещины в верхней зоне панели при ее обжатии при коэффициенте точности натяжения gsp=1,14. изгибающий момент от собственного веса панели Мn=2750*6,062/8=12623 H*м=12,6 кН*м

Расчётное условие

gspP1(e0p-rinf)-Mn£RbtpW¢pt;

1,14*304000(4-4,2)-12,6*105=-11,9*105 H*см

RbtpW¢pl=1,15*13511*(100)=15,5 *105 H*см

где  Rbtp=1,15 МПа- для прочности бетона, соответствующей ½ класса В 30, что равно В 15;

W¢pl=1,5*9007 см3=13511 см3

так как (-11,9*105)<15,5*105 H*см, то расчетное условие соблюдается, начальные трещины не образуются.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

75334. Английское общество и государство в XIV-XV веков 43.5 KB
  Английское общество и государство в XIVXV вв. Во второй четверти XIV в. Под давлением экономической необходимости и усиливающейся борьбы крестьянства многие даже крупные феодалы к середине XIV в. Малая производительность барщинного труда там где он сохранялся слабая приспособляемость домениального хозяйства к условиям рынка наконец нехватка наемной рабочей силы в хозяйстве феодалов коммутировавших барщину уже к середине XIV в.
75335. Испания и Португалия в XI-XIII вв. Ход Реконкисты 66.5 KB
  Испания и Португалия в XIXIII вв. Окончательная победа реконкисты В течение XI XIII вв. За два столетия с середины XI до середины XIII в. Причины успехов реконкисты коренились во внутренней истории как самого Халифата так и Кастилии и Арагона а также в характере реконкисты с конца XI по конец XIII в.
75336. Четвертый крестовый поход. Захват Константинополя и образование Латинской империи 34.5 KB
  Четвертый крестовый поход. Четвертый крестовый поход 1202-1204. Поэтому папа Иннокентий III 1198-1216 развернул пропаганду похода направленного против Египта. В Четвертом крестовом походе справедливо усматривают переломный момент и кризис крестоносного движения ибо впервые жертвой крестоносцев стали христианские государства.
75337. Последние крестовые походы. Причины их затухания и итоги крестоносного движения 38.5 KB
  Последние крестовые походы. Последние крестовые походы. европейскими странами предпринимались крестовые походы против османов не принесшие успеха. Крестовые походы не только не достигли своей прямой цели но принесли гибель сотням тысяч их участников и сопровождались тратой колоссальных средств европейских государств.
75338. Франция в XII-XIII веках 43.5 KB
  Социальноэкономическое развитие Франции в это время отличали заметные сдвиги и прогресс в развитии производительных сил следствием которых явилось повышение продуктивности сельского хозяйства см. Процесс сокращения и даже ликвидации барской запашки получил наиболее выраженные формы именно во Франции и особенно в хозяйствах светских феодалов. Особенностью развития Южной Франции в Х1ХП вв. Обретя большую степень самостоятельности и ориентированные по преимуществу на внешнюю торговлю южные города не сыграли значительной роли в деле...
75339. Франция в XIV-XV веков 34 KB
  Франция в XIVXV вв. В первой трети XIV в. Широкое распространение денежной ренты и личная свобода крестьянства укрепили его наследственные владельческие права на цензиву ставшую в XIV в. XIV вв.
75340. Германия в XII-XIII веках 43.5 KB
  Германия в XII-XIII вв. Наиболее важную роль в истории XII первой половины XIII в. Положение крестьянства в XII XIII вв. Все эти обстоятельства вызвали по все видимости значительный рост аграрного производства в XII XIII вв.
75341. Германия в 14-15 веках 46 KB
  Швейцарский союз. эти три кантона заключили между собой вечный союз для борьбы за свободу. Так возник и утвердился Швейцадский союз который в течение последующих двух веков продолжал отстаивать свою свободу и политическую независимость. С этой целью они стали объединяться в союзы.
75342. Германия в XIV-XV веках 30.5 KB
  Германия в XIVXV вв. XIV XV вв. империя не имела твердо закрепленных границ они изменялись в результате войн династических браков перемен в вассальных связях Для средневековой Германии XIV и XV столетия стали временем наивысшего расцвета ее городов бурного роста ремесел и торговли Собственное производство в немецких городах было рассчитано на местные рынки. Во второй половине XIV в.