Курсовая работа - Инженерно-лабораторный корпус со встроенным паркингом - файл n1.doc

Курсовая работа - Инженерно-лабораторный корпус со встроенным паркингом
скачать (1253.1 kb.)
Доступные файлы (3):
n1.doc575kb.23.09.2008 13:56скачать
n2.dwg
n3.docскачать

n1.doc






    1. Расчет и конструирование многопустотной

плиты перекрытия

Требуется рассчитать и законструировать сборную железобетонную конструкцию междуэтажного перекрытия гражданского здания при следующих данных: многопустотная плита, имеющая номинальную длину

Lпл = 7,2м, ширину В = 1500мм, высоту h = 220мм.

2.4.1 Определение нагрузок и усилий.

Таблица 2.4 Нормативные и расчётные нагрузки на 1мІ перекрытия

Вид нагрузки


Нормативная нагрузка,

Н/мІ

Коэффициент надёжности по нагрузке, ?f

Расчётная нагрузка

Н/мІ

Постоянная:

1. Битумный ковер

2. Грунтовка праймером «Аутоприм»

3. Стяжка из цементно-песчаного раствора М100

4. Полистеролбетонные плиты ? = 240мм, ? = 260кг/м3

5. Железобетонная плита:



95

105
135
624

3000

1,3

1,3

1,3
1,3

1,2

285

136,5
175,5
811,2

3600

ИТОГО

3959




4847


6. Снеговая


800


1,6


1280

ИТОГО

4759




6127


При ?n = 0,95 и номинальной ширине панели 1,5м нагрузки на 1м длины будут равны:

– постоянная нормативная:;

– постоянная расчетная: ;

– полезная нормативная: ;

– полезная расчетная: .

Расчетный изгибающий момент от действия полной нагрузки:

,

где ;

.

Расчетный изгибающий момент от всей нормативной нагрузки (?f = 1,0):

,

где .

Расчетный изгибающий момент от постоянной и длительной нагрузок (?f = 1,0):

,

где .

Перерезывающая сила на опоре от действия полной расчетной нагрузки:

.

2.4.2 Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.

Плита армируется напрягаемой на упоры арматурой S800; полки плиты армируются сварными сетками из проволочной арматуры S500. Бетон . Коэффициент надежности ?n = 0,95 (II класс). Средняя относительная влажность воздуха ?40%, коэффициент ? = 0,85. Класс по условиям эксплуатации XC1. Марка бетонной смеси по удобоукладываемости П1. Бетон подвергнут тепловой обработке.

;

.

Приведенная толщина ребер .


Рисунок 2.4 Приведенное сечение плиты


Арматура S800:

Арматура S500: – вязаный каркас; – сварной каркас;

Принимаем расчетную высоту сечения .

Установим расчётный случай для таврового сечения по условию, характеризующему растяжение нейтральной оси в полке (для бетона с fcd = 18 МПа):

;

.

Условие выполняется, следовательно, нейтральная ось проходит в полке. Далее расчет проводим как для прямоугольного сечения с b = bf = 1460мм.

.

Определим характеристику сжатой зоны сечения:

.

Граничная высота сжатой зоны:

,

где ?s,cu = 500МПа – длительное действие нагрузки;

;

;



Коэффициент условия работы арматуры ?sn, учитывающий сопротивление арматуры выше условного предела текучести:

,

где ? = 1,15 – для арматуры S800.

Принимаем ?sn = ? = 1,15.

,

где .



Площадь сечения продольной напрягаемой арматуры:

.

Принимаем 2Ш12 и 4Ш14 S800 (Ap = 842мм2).

Рисунок 2.5 Поперечное сечение плиты перекрытия


2.4.3 Расчет прочности плиты по наклонному сечению.


Расчёт на действие поперечной силы: .

Проверяем условие прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами, полагая ?w1 = 1 (при отсутствии расчетной поперечной арматуры):

,

где ,

? принимаем ?w1 = 1 – без поперечной арматуры;

;

– для тяжелого бетона.

.

Условие выполняется, следовательно, размеры поперечного сечения плиты достаточны.

Вычисляем проекцию наклонного сечения на продольную ось. Влияние свесов сжатых полок (при 8 ребрах):



? принимаем

.

Влияние продольного усилия обжатия:

.

Коэффициент, учитывающий влияние продольных сил:

,

где .

? принимаем 1,5

Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном:

,

где ;

? принимаем .

В этом случае , следовательно, по расчету поперечная арматура не требуется.

При толщине плит меньше либо равно 300мм и соблюдении условий прочности от действия поперечной силы допускается не устанавливать конструктивную арматуру. Устанавливаем арматуру в верхней части плиты.

2.4.4 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы.

Определяем геометрические характеристики приведенного сечения:

;

.

Площадь приведенного сечения:



где – для сетки С1.

Принимаем сетку из 10Ш3 S500 с As = 71мм2.

Статический момент площади приведенного сечения относительно нижней грани:



Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения:

;

.

Момент инерции приведенного сечения:



Момент сопротивления приведенного сечения относительно нижней грани:

.

Момент сопротивления приведенного сечения относительно верхней грани:

.

2.4.5 Определение потерь предварительного напряжения арматуры.

Технологические потери:

  1. потери от релаксации напряжений в арматуре при механическом способе натяжения стержневой арматуры:

;

  1. потери от температурного перепада для бетона (при ):

;

  1. потери от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств:

,

где l = 9000 + 1000 = 10000мм – длина натягиваемого стержня;

– смещение стержней в анкерных зажимах;

– для арматуры S800;

  1. потери от деформации стальной фермы – данный вариант изготовления конструкций предусматривает натяжение арматуры на упоры стенда, поэтому ;

  2. потери, вызванные трением напрягаемой арматуры об огибающие приспособления, которые в данном случае отсутствуют, т.е. ;

  3. потери, вызванные упругой деформацией бетона в момент передачи обжатия на бетон:

,

где ;

;

;



Усилие предварительного натяжения без учета потерь:

.

Усилие предварительного обжатия до снятия с упоров:

.

Усилие предварительного обжатия к моменту времени t = t0, действующее непосредственно после передачи усилия предварительного обжатия на конструкцию:

,

где ;

.

? условие выполняется.

Эксплуатационные потери:

  1. реологические потери, вызванные ползучестью и усадкой бетона, а также длительной релаксацией напряжений в арматуре:

,

где – потери предварительного напряжения, вызванные ползучестью, усадкой бетона и релаксацией на расстоянии Х от анкерного устройства в момент времени t:

,

где – ожидаемые относительные деформации усадки бетона к моменту времени t;

t = 100 суток при RH = 50%.

Физическая часть усадки при испарении из бетона влаги:

,

где ;

.

Химическая часть усадки, обуславливаемая процессами твердения вяжущего:

,

где ;

.

Полная величина относительной деформации усадки:

.

При приведенном периметре :



тогда коэффициент ползучести бетона за период времени от t0 до t = 100 суток: .

Напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от постоянной комбинации нагрузок, включая собственный вес:

,

где .

Начальное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от действия усилия предварительного обжатия (с учетом технологических потерь t = t0):

.

Изменение напряжений в напрягаемой арматуре в расчетном сечении, вызванные релаксацией арматурной стали. Определяется по таблицам в зависимости от уровня напряжений . Принимаем ,

где – напряжения в арматуре, вызванные напряжением (с учетом технологических потерь в t = t0) и от действия практически постоянной комбинации нагрузок:

.

Для и третьего релаксационного класса арматуры потеря начального предварительного напряжения составляет 1,5% от Ш18 S800.

.

Т.к. , то:

.

Т.к. .

Полные реологические потери:

.

Среднее значение усилия предварительного обжатия Pm,t в момент времени t > to (с учетом всех потерь) не должно быть большим, чем это установлено условиями:



;

.

Условия выполняются.

2.4.6 Проверка площади растянутой арматуры из условия ограничения ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси.

Проверим условие:

,

где – при отсутствии в растянутой части сечения ненапрягаемой арматуры.

Усилие упругого обжатия бетонного сечения для момента времени t ? 100суток:

.

Приращение напряжений:



.

Суммарная величина приращений:

.

Для полок тавровых сечений ,

где .

Напряжение в бетоне на уровне нижней грани плиты:

.

Напряжение в бетоне на уровне верхней грани плиты:

.

Напряжение в бетоне на уровне центра тяжести сечения плиты:

.

Высота растянутой части сечения при образовании трещин:

.

При :

;

;

принимаем .



Условие выполняется, следовательно, корректировка площади арматуры не требуется.

2.4.7 Расчёт по образованию трещин, нормальных к продольной оси элемента.

Расчет выполняется по альтернативной расчетной модели.

Расчетный изгибающий момент: .

Проверим условие:

Проверка по образованию трещин производится по условию: ,

где – момент образования трещин;

– момент усилия предварительного напряжения относительно верхней ядровой точки;

– упругопластичный момент сопротивления бетонного сечения при образовании трещин, нормальных к продольной оси элемента:

,

где – для двутавровых сечений симметричной фермы.

Прочность бетона на растяжение при изгибе:

.

При этом в расчет следует вводить величину усилия предварительного напряжения как внешнее усилие, определяемое для стадии напряженного состояния сечения, при котором напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от усилия преднапряжения равны нулю.

.

Расстояние от центра тяжести сечения до верхней ядровой точки:

,

где ;

– максимальное напряжение в сжатом бетоне от усилия предварительного напряжения и внешней нагрузки, вычисленные как для упругого тела (по величине Pm,t):



принимаем ;

;

;

.

Трещиностойкость нормального сечения обеспечена. Расчет ширины раскрытия трещин производить не требуется.

2.4.8 Расчёт прогибов плиты.

Расчетная величина прогиба определяется по формуле:

,

где ;

,

где – учитывается при натяжении на упоры;

,

где – эффективный модуль упругости, определяемый с учетом ползучести бетона:

;

;

;

;

.

Максимальный прогиб в середине пролета не превышает допустимого.

2.4.9 Проверка прочности расчетного сечения плиты при действии нагрузок в стадии эксплуатации



Рабочая арматура 8Ш18 S800 (Ар = 2036мм2).

Определим положение нейтральной оси в элементе таврового сечения из условия:

;

.

Нейтральная ось проходит в полке.

;



.

Прочность расчетного сечения плиты в стадии эксплуатации обеспечена.

2.4.10 Проверка прочности расчетного сечения плиты при действии нагрузок в стадии изготовления.
;

.

Из п.5:

;

.

В верхней части плиты установлена арматура 10Ш3 S500 с As = 71мм.

;

;

;

;

,

где для S500.

Высота сжатой части сечения:



Так как , то нейтральная ось проходит в полке.

.

Проверим прочность сечения:

;

;

.

Условие выполняется, следовательно арматура As1 подобрана правильно. Прочность плиты на расстоянии 0,35м от торца плиты обеспечена.

2.4.11 Проверка прочности плиты при действии монтажных нагрузок.

Плита имеет 4 монтажные петли из стали класса S240, расположенные на расстоянии 35см от торцов плиты. С учетом коэффициента динамичности Kd = 1,4 расчетная нагрузка от собственного веса плиты:

,

где .

Отрицательный изгибающий момент консольной части плиты:

.

При подъеме плиты вес ее может быть передан на две петли, тогда усилие на одну петлю составит:

.

Площадь сечения арматуры петли:

,

где – для арматуры S240.

Принимаем конструктивно стержни Ш14 S240 с As = 154мм2.









































Изм

Кол.

Лист

док

Подпись

Дата












Стадия


Лист

Листов












С

























































Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации