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

232 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

73781. Работа психолога в образовании: цели и направления работы 20.26 KB
  В рамках актуального направления обсуждаются и решаются злободневные проблемы и вопросы связанные с конкретными трудностями в обучении и воспитании детей с нарушениями в их поведении с трудностями в обшении в той или иной системе отношений и т. Разработано и используется много программ комплексного обследования детей. Психологическое просвещение направлено на приобщение взрослых и детей к психологическим знаниям. Психо-профилактическая работа формирование педагогов детей родителей или лиц их заменяющих общей психологической культуры...
73782. Работа психолога в производственных организациях 21.12 KB
  Эта цель достигается посредством решения следующих задач: Планирование и маркетинг персонала: Разработка кадровой политики и стратегии управления персоналом; анализ кадрового потенциала предприятия; анализ рынка труда; планирование и прогнозирование потребности в персонале; организация рекламы предприятия как работодателя поддержание его благоприятного имиджа; поддержка взаимосвязи с внешними источниками персонала...
73783. Работа психолога в здравоохранении 19.33 KB
  Важная роль медицинского психолога в лечебном процессе заключается в том что он способствует лучшему пониманию психологических причин и проявлений болезни человека. Многие психические болезни имеют психологические причины: конфликты психические травмы внушения самовнушения закрепившиеся патогенные реакции и состояния. Таким образом психолог оказывается очень полезен при составлении истории болезни больного. Психокоррекция направлена на исправление относительно стойких аномальных черт психики обусловливающих повышенный риск...
73784. Организация рабочего места психолога 24.72 KB
  Рабочего кабинета психолога с сейфом для хранения материалов. Рабочее место психолога должно быть автоматизировано: персональный компьютер с программным обеспечением; фонд психологических методик; закрытые шкафы для хранения психологической информации и документов конфиденциального характера; учебно-методические материалы психологический календарь почтовый ящик психолога психологические советы дня рекомендации для педагогов родителей и учащихся разного возраста; тематический стенд по актуальным проблемам социальной возрастной и...
73785. Специфика подготовки практических психологов 56.21 KB
  Психологическая структура учебной деятельности. Для того чтобы студенты могли более эффективно организовывать свою учебу им полезно уже с первых дней обучения познакомиться с основными положениями психологической теории учебной деятельности. Оно является процессом и результатом активной познавательной прежде всего мыслительной деятельности самого учащегося по поиску добыванию и умственной переработке научных знаний а также по применению этих знаний в жизни. При преобладании деловой мотивации мотивы учебной деятельности совершенно не...
73786. Отечественные и зарубежные профессиональные психологические сообщества 18.71 KB
  Помимо национальных ассоциаций в Союз входят различные международные объединения специализированной направленности например Международная ассоциация прикладной психологии Европейская ассоциация экспериментальных социальных психологов Европейская ассоциация психологии личности Международное общество изучения развития поведения и ряд других. В России таким обществом является – Российское Психологическое Общество в США – Американская Психологическая Ассоциация в Великобритании – Британское Психологическое Общество и т. В ряде стран...
73787. Формы практической психологической работы (индивидуальная, групповая, тренинг и коучинг) 25.32 KB
  Одним из главных преимуществ психологической работы в группе является то что групповой опыт противодействует отчуждению. Оказавшись в тренинговой или психотерапевтической группе человек избегает непродуктивного замыкания в самом себе со своими трудностями и обнаруживает что его проблемы не уникальны что и другие переживают сходные чувства. Сплошь и рядом в группе человек встречает людей у которых имеются такие проблемы в сравнении с которыми собственная это просто цветочки. Однако если жизненные трудности переживаемые человеком в...
73788. Культурно-исторические предпосылки формирования потребности общества в психологических знаниях. Место психологии в современном мире 23.68 KB
  Место психологии в современном мире. Но в те времена психологии как отдельной науки еще не было. Появление психологии в Древней Греции на рубеже VIIVI вв. Естественно что в обширном предмете философии к психологии относилась область связанная в первую очередь с человеком да и само исследование души психики связывалось преимущественно с особенностями психики человека.
73789. Социальный заказ на профессию психолога 17.72 KB
  Социальный заказ на работу практического психолога формируется в обществе или точнее в некоторой его части осознавшей необходимость в профессиональной помощи для преодоления возникших трудностей. Первыми осознали важность и нужность особого вида деятельности психолога практической представители профессий типа человек–человек по типологии Е. Представления окружающих о содержании работы психолога неконкретны его профессиональные возможности нередко преувеличиваются.