Расчет плиты покрытия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 1 Нагрузка на 1м² сборной ж/б плиты покрытия

N п/п	Виды нагрузок	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности	Расчетные нагрузки кН/м2
	Постоянная
1	Слой гравия, втопленного в дегтевую мастику	0,15	1,3	0,195
2	Три слоя рулонного ковра на дегтевой мастике	0,1	1,3	0,13
3	Асфальтная стяжка - 20мм ()	0,335	1,3	0,436
4	Утеплитель (Пенобетон) - 100мм ()	0,513	1,3	0,667
5	Обмазочная пароизоляция	0,05	1,3	0,065
6	Панель покрытия с бетоном замоноличивания	1,49	1,1	1,64
	Всего	2,64		3,13
	Временная (кратковременная)
	Снеговая (с=1) для ІІ района	0,67	1,4	0,938
	Полная

плита ферма нагрузка арматура

Расчет плиты покрытия

Расчет полки плиты по прочности

Плиту рассматриваем как многопролетную неразрезную. При толщине ее 25мм расчет ведем с учетом перераспределения усилий от развития пластических деформаций.

Вычисляем расчетные пролеты плиты:

средние: ,

Общая нагрузка на плиту:



Определяем изгибающий момент:

Полезная толщина плиты:

Задан бетон класса В30.

При коэффициенте надежности по бетону его расчетное сопротивление сжатию будет:

Для арматуры Вр-I, :

Площадь сечения арматуры:

.

Принимаем сварную сетку с продольной рабочей арматурой Ш3мм класса Вр -I с шагом 100 и поперечной арматурой Ш3мм класса Вр -I с шагом 200

Расчет поперечных ребер по прочности:

Постоянная расчетная нагрузка на ребро с учетом собственного веса:

Временная(снеговая) нагрузка

При расчете с учетом развития пластических деформаций можно принять равные моменты в пролете и на опоре:

Принимаем полезную высоту сечения ребра:

Расчетное сечение ребра в пролете является тавровым, с полкой в сжатой зоне:

Задан бетон класса В30.

При коэффициенте надежности по бетону его расчетное сопротивление сжатию будет:

значит нейтральная ось проходит в полке

Площадь сечения арматуры:

.

Принимаем один Ш8мм класса АIII

Для опоры:

Площадь сечения арматуры:

.

Учитывая на опоре работу поперечных стержней сетки плиты, у которой имеется 5Ш3 На продольный стержень плоского каркаса требуется:

Из конструктивных соображений принимаем верхний стержень таким же как и нижний, т.е. один Ш8мм класса АIII .

Проверяем несущую способность сечения ребра на поперечную силу из условия работы бетона на растяжение при отсутствии поперечной арматуры:

Следовательно расчет поперечной арматуры не требуется. По конструктивным соображениям для сварки каркаса ставим поперечные стержни Ш6мм класса АI с шагом 150мм.

Расчет продольных ребер по прочности:

Крупнопанельную плиту рассматриваем как свободно лежащую на 2-х опорах балку П-образного сечения, которое приводим к тавровому с полкой в сжатой зоне.

Находим расчетный пролет плиты, принимая ширину опор 10 см:

Максимальный изгибающий момент:

где: В - номинальная ширина панели в осях (В=3300мм).

Согласно СНиП п.3.16, вводимая в расчет ширина свеса полки в каждую сторону от ребра, не должна превышать половины расстояния в свету между соединительными ребрами и 1/6 пролета расчетного элемента. При и расчетная ширина полки в сжатой зоне:

Принимаем

Рабочая высота ребра:

Для уравнения расчетного случая таврового сечения проверяем условие, считая .

Условие соблюдено, следовательно .

Находим коэффициент :

По таблице находим:



1. .

2. Напряжение при электротермическом способе натяжения:

.

3. Коэффициент

.

- предварительно принятое число стержней напряженной арматуры в двух продольных ребрах.

Так как принимаем минимально допустимое .

4. Потери предварительного напряжения от деформации анкеров, расположенных у натяжных устройств:

,

(),

где d - диаметр, принят Ш 14мм.

5. Потери предварительного напряжения от деформаций стальной формы .

6. Предварительное напряжение в напряженной арматуре до обжатия бетона при коэффициенте точности и с учетом потерь и :

 .

7. Напряжение:

.

(для арматуры АV),

Принимаем .

8. Предварительное напряжение в арматуре при неизвестных полных потерях:

.

9. Напряжение:

.

10. При коэффициенте напряжение .

11. Граничная высота сжатой зоны:

.

, следовательно, условие выполнено.

Вычисляем коэффициент условий работы:

,

где: для арматуры класса А-V.

Так как , то принимаем

(работу обычной арматуры не учитываем).

Принимаем два Ш14мм класса АV по одному стержню в каждом ребре.

Расчет продольных ребер на поперечную силу

Рабочая высота ребра:

Распределенная нагрузка:

Так как

Здесь:

Следовательно, принимаем длину проекции:

Армирование устанавливается только из конструктивных требований.

Расчет предварительно напряженной безраскосной фермы.

Исходные данные.

Покрытие бесфонарное, из покрытий 3х6м. Передача нагрузки - узловая.

Материалы для изготовления фермы: Бетон В30 Арматура предварительно напряженная класса АIV. Ферма бетонируется в металлической опалубке с механическим натяжением арматуры на упоры стенда.

Определение нагрузок на ферму и усилий в стержнях.

Суммарная нагрузка на ферму от веса покрытия и собственного веса фермы: при

при

Согласно таблице 5 (СНИП) при уклонах кровли бесфонарных зданий менее 25 градусов, рассматривается только 1 вариант загружения снеговой равномерно распределенной нагрузкой.

Определение усилий в элементах фермы от единичных узловых нагрузок для двух схем загружения, выполнено по программе SCAD. Анализ данных показывает что наибольшие усилия получены в стержне 9 нижнего пояса, 16 верхнего пояса, и 14 стойка.

При расчете прочности сечений нижнего пояса как внецентренно растянутого элемента, усилия в нем определяются без учета сил обжатия, так как условно предполагается что к моменту наступления предельного состояния эффект от предварительного обжатия полностью пропадает.

Таблица 2

Виды нагрузок	Равномерно распределенная нагрузка (кН)	Узловая нагрузка (кН)
Длительно действующая	3.21	3.76
Кратковременно действующая (снеговая)
Итого

Таблица 3 Суммарная нагрузка на ферму от веса покрытия и собственного веса

Элемент	Вид усилия и единицы измерения	Усилия в стержнях от единичных нагрузок	Усилия в стержнях от действующих нагрузок
		От вертикальных нагрузок	От усилий обжатия	При	При
Нижний пояс Стержень 9	М, кНм	0.0337	0	2.675443	3.239244
	N, кН	4.638	-1	368.2108	445.8046
	Q, кН	0.018	0	1.42902	1.73016
Верхний пояс Стержень 16	М, кНм	0.0336	0	2.667504	3.229632
	N, кН	-4.663	0	-370.196	-448.208
	Q, кН	-0.018	0	-1.42902	-1.73016
Стойки Стержень 14	М, кНм	-0.034	0	-2.69926	-3.26808
	N, кН	0.0095	0	0.754205	0.91314
	Q, кН	0.0249	0	1.976811	2.393388

При рассмотрении комбинаций загружений, усилия, возникающие в верхнем поясе при обжатии невелики, и мы ими пренебрегаем

Расчет элементов фермы по первой группе предельных состояний

Нижний пояс

Сечение пояса 240х220мм

;

При соблюдении условия то есть 67<170-50=120мм,

Сечение нижнего пояса армируем 4 Ш16мм класса АІV

Определение напряжений в арматуре нижнего пояса

Определяем уровень начального предварительного напряжения в арматуре нижнего пояса:

После подстановки в приведенные уравнения, получаем:



Принимаем

Коэффициент натяжения арматуры определяют по формуле:

При механическом способе натяжения тогда:

Для проверки прочности нижнего пояса в стадии обжатия и его трещиностойкости в стадии эксплуатации вычисляем потери предварительного напряжения при .

Находим первые потери:

От релаксации напряжений в арматуре:

От перепада между температурой арматуры и натяжных устройств:

От деформации анкеров

где

Напряжение в арматуре после потерь 1,2,3:

Усилия в арматуре с учетом потерь:

Напряжения в бетоне на уровне центра тяжести предварительно напряженной арматуры с учетом потерь 1,2,3 при и .

При определении принято условно А=А_red .

Так как ^/=>0, то коэффициент :

Проверяем условие

Условие выполняется, поэтому потери от быстро натекающей ползучести:

Первые потери:

Вторые потери:

Потери от усадки бетона

Усилия в предварительно напрягаемой арматуре с учетом первых потерь при

Напряжение в бетоне от предварительного натяжения арматуры с учетом потерь на уровне центра тяжести сечения:

Проверяем условие

6,22/18=0,34<

Потери от ползучести бетона при

Вторые потери:

Суммарные потери предварительного напряжения:

Усилия в предварительно напряженной арматуре с учетом всех потерь при

Расчет нижнего пояса фермы по второй группе предельных состояний.

Геометрические характеристики приведенного сечения:

- коэффициент определяется по таблице 8, приложение 3 =1,75

Расчет производится из условия

Для определения момента внешних сил необходимо вычислить:

Проверяем условие

Тогда расстояние до ядровой точки от центра тяжести определяется по формуле:

Момент от внешних сил относительно той же оси:

Так как равнодействующая усилий предварительного напряжения приложена на центр сечения, то . Момент усилия относительно оси, параллельной нулевой линии, и проходит через ядровую точку:

Момент, воспринимаемый сечением, нормальный, к продольной оси стержня при образовании трещин:

Следовательно, в стадии эксплуатации трещины не появятся.

Проверка нижнего пояса по прочности в стадии изготовления

Из расчета видно что наихудшие усилия возникают в стержне 9.

Расчет нижнего пояса ведем как сжатый элемент со случайным эксцентриситетом.

Так как арматура натягивается на упоры, то влияние прогиба нижнего пояса на несущую способность в стадии обжатия не учитывается, а его прочность обеспечивается только прочностью бетона согласно условию:

Так как условие выполняется, то прочность в стадии изготовления обеспечена.

Проверка прочности наклонных сечений нижнего пояса по поперечной силе

Максимальная поперечная и соответствующая ей продольная силы от совместного воздействия длительных и кратковременных нагрузок при действуют в стержни 3.

Проверяем условие , выполнение которого свидетельствует о том, что поперечная сила воспринимается бетоном, а поперечная арматура устанавливается по конструктивным требованиям.

Для растянутых элементов

Согласно пункту 3.31 СНиП,

Минимальная поперечная сила воспринимаемая бетоном:

Поперечная арматура Ш4мм класса Вр-1 с шагом 300мм ставится по конструктивным требованиям.

Расчет сечения верхнего пояса

М=3,229

N=448,20

Значит, следует рассматривать как элемент со случайным эксцентриситетом.

Так как сечения заданы, то расчет сводится к подбору арматуры последовательными приближениями

Принимаем получим:

Следующие сжимаемые усилия могут быть восприняты одним бетоном.

Принимаем (2 Ш12мм класса АІІІ) из условий допустимых диаметров арматуры.

Вспомогательные параметры.

Длинна элемента l=2,11м расчетная длинна

При

Приведенный коэф. Продольного изгиба:

Вычисляем:

То есть прочность сечения обеспечивается по условию прочности бетона. Несущая способность:

Расчет по раскрытию трещин

Расчет и конструирование сборной ж/б колоны

Колони рам рассчитываются, как внецентренно сжатые элементы от суммарного действия изгибающих моментов и продольных сил.

Данные для проектирования:

Сечение колони 600Ч400мм.

Тяжкий бетон В20 ( R_в=11,5МПа). Начальный модуль упругости бетона Е_b=30000МПа.

Арматура из стали класса А-ІІІ (R_S=Rsc=265МПа)

Расчет колоны в плоскости изгиба.

Принимаем соответствующий коэффициент армирования

Значение N_cч определяем по упрощенной формуле.

Вычисляем коэффициент :

Эксцентриситет с учетом прогиба:

Требуемая площадь сечения арматуры:

Армирование принимаем конструктивно.

Принимаем 4 16 А-ІІІ, (А_S=A`_S=402мм²)

Расчет колоны из плоскости изгиба

Расчет требуется, так как гибкость в этом направлении больше, хотя действует только продольная сила

По табл.9 прил.3 (1) коэффициент .

Коэффициент

Прочность достаточна.

Поперечную арматуру из условия свариваемости принимаем диаметром 6 А-ІІІ c шагом 350мм. Шаг не должен превышать Значит окончательно принимаем шаг поперечной арматуры 300мм.

Расчет фундамента.

Данные проектирования:

Глубина заложения фундамента d=1.95м. Бетон класса В15 Арматура класса А-ІІІ.

Под подошвой фундамента делаем подготовку толщиной 100мм из бетона класса В5, защитный слой 3,5см.

Усилия, действующие на основание:

Нагрузка от стеновых панелей:

Вычисляем эксцентреситет:

Суммарные усилия, действующие относительно оси симметрии подошвы фундамента:

Размеры фундамента:

Предварительно находим размеры меньшей стороны фундамента:



принимаем 3м.

Тогда большая сторона фундамента:

, принимаем 3,90 м

Площадь фундамента:

Момент сопротивления подошвы фундамента:

Давление на грунт:

Размеры подошвы фундамента могут быть уменьшены. Принимаем размер 2.70х3.30м тогда:

Площадь фундамента:

Момент сопротивления подошвы фундамента:

Давление на грунт:

Расчетное давление в сечениях:

Расчет прочности фундамента на продавливание.

Так как рассматривается фундамент с повышенным подлокотником, прочность фундамента на продавлевание по грани колоны не проверяем.

Размеры нижней стороны грани плоскости продавливания:

Средний размер грани:



Вычисляем площадь:

Находим продавливающую силу F:

Значит прочность на продавливание достаточна.

Расчет арматуры подошвы фундамента.

Сечение 1-1:

Сечение 2-2:

Сечение 3-3:

Принимаем 10 А-ІІІ с шагом 200мм.

Расчет продольной арматуры стакана.

Тогда эксцентриситет:

Принимаем симметричное армирование.

Проверяем условие:



Нейтральная ось проходит в пределах полки. Высота сжатой зоны

Тогда площадь сечения арматуры при hO=965мм:

Принимаем по 414А-ІІІ с каждой стороны стакана А_S=A`_S=615мм².

Расчет поперечной арматуры стакана.

Эксцентриситет:

Площадь сечения арматуры в одной плоскости:

Необходимая площадь сечения арматуры рабочей сетки:

Принимаем 8А-І

Размещено на Allbest.ru

...