Проектирование ребристой плиты размером 3х6 м.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Задание на курсовой проект

Запроектировать ребристую плиту размером 3х6 м.

Марка плиты 3ПГ6 - ЗАIIIВ.

Нагрузка, кгс/м2.

С учетом собственного веса:

- расчетная 630, >1;

- нормативная 520, =1;

Без учета собственного веса:

- расчетная 455, >1;

- нормативная 350, =1;

Класс бетона В22,5;

Расстояние между поперечными ребрами - 1 м;

Степень агрессивности среды - ср (средняя);

Категория требований по трещиностойкости - 3;

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин:

мм;

2. Расчетные и нормативные сопротивления материалов

Бетон класса В 22,5.

Нормативные сопротивление бетона и расчетные сопротивления бетона для предельных состояний 2-ой группы:

МПа;

МПа.

Расчетные сопротивление бетона для предельных состояний 1-ой группы:

МПа;

МПа;

Начальный модуль упругости МПа;

Обыкновенная арматурная проволока Вр1 (Вр500) (для армирования полки).

Модуль упругости МПа;

МПа;

МПа;

МПа;

МПа;

Арматура А400 (АIII) (для армирования поперечного ребра).

Модуль упругости МПа;

МПа;

МПа;

МПа;

МПа;

Арматура А540 (АIIIв).

Модуль упругости МПа;

МПа;

МПа;

МПа;

МПа;

3. Расчет полки ребристой плиты

Рис. 1. Ребристая плита покрытия

Размеры плиты покрытия в плане: 2970х5970 мм;

?0 = 1000 мм - расстояние в свету между поперечными ребрами;

?0= 2740 мм - расстояние в свету между продольными ребрами;

Расчетная схема зависит от отношения ?2 к ?1:

- полка плиты работает как многопролетная балка.

Подбор арматуры.

Рабочая арматура устанавливается в направлении короткого пролета ячейки полки ?1, т.е. вдоль длинной стороны всей плиты.

Расчетные моменты определяются:

Нм;

где qT - нагрузка на 1 м расчетной полосы;

Нм;

Расчет полки производим на момент М = 344 Нм.

Коэффициент:

,

где - коэффициент условия работы бетона, учитывающий длительность действия нагрузки; Rв - расчетное сопротивление сжатию бетона в призмах, МПа; h0 - расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до сжатой зоны, м;

мм;

.

Площадь сечения арматуры на полосу шириной 1 м:

см2;

Rs - расчетное сопротивление арматуры сеток класса В 500, МПа;

Принимаем в продольном направлении стержни диаметром 3 мм с шагом 125 мм, 8 штук на 1 м. Площадь продольной арматуры на полосе шириной 1 м As = 0,565 см2.



Рис. 2. Эскиз сетки

4. Расчет поперечного ребра ребристой плиты

Рис. 3. Расчётная схема поперечного ребра

Нижняя рабочая арматура класса А400.

Высота сечения h = 150 мм;

Защитный слой бетона 30 мм;

Рабочая высота ребра h0 = 120 мм;

Статистический расчет и подбор продольной арматуры:

Нагрузки на поперечное ребро:

кг/м;

qT - нагрузка на полку, Н/м2; ?0 - заданный шаг ребра, м;

кг/м;

1,1 - коэффициент надежности по нагрузке;

Расчетные усилия:

Нм;

Коэффициент:

.

Площадь сечения арматуры на одно поперечное ребро:

см2;

Rs - расчетное сопротивление арматуры сеток класса А400, МПа;

Принимаем в продольном направлении 1 стержень диаметром 14 мм. Площадь продольной арматуры по сортаменту As = 1,539 см2.

Поперечную арматуру принимаем из условия свариваемости марки В500 и диаметром 5 мм.



Рис. 4. Эскиз каркаса поперечного ребра

5. Расчет продольного ребра ребристой плиты

Рис. 5

Определение нагрузок и усилий:

Н;

q - нагрузка с учетом собственного веса, ; qtot - полная расчетная нагрузка;

Н;

- нагрузка с учетом собственного веса, ; qп - полная нормативная нагрузка;

 Н;

qln - длительная нагрузка;

- нормативная нагрузка от собственного веса;

Определяем усилия (момент и поперечную силу):

где:

- расчетный пролет;

Рис. 6. Расчетное сечение плиты

- ширина сжатой полки;

Коэффициент:

.

Требуемое количество арматуры:

Принимаем в продольном направлении 2 стержня диаметром 22 мм, класс арматуры А540. Площадь продольной арматуры по сортаменту Аs = 7,600 см2.

Расчет прочности по нормальным сечениям:

где - нормативный предел текучести для арматуры, МПа; p - допустимое отклонение предварительных напряжений, МПа;

При электротермическом и электромеханическом способе р равно:

МПа;

м;

МПа;

;

- потери предварительного напряжения;

Расчет по прочности наклонных сечений.

Определение усилия воспринимаемого хомутами на ед. длины

кН/м;

кН;

цb2 = 2 для тяжелого бетона; b - ширина двух ребер; h0 - расстояние до центра тяжести; Rbt - расчетное сопротивление бетона растяжению;

Шаг хомутов.

Задаемся арматурой класса В 500, диаметром 4 мм.

мм;

Rsw - расчетное сопротивление поперечной арматуры; Аsw - площадь сечения; nw - число ветвей хомутов;

мм;

цb4 - 1,5; b - ширина двух ребер; h0 - рабочая высота сечения; цn - коэфф., учитывающий влияние предварительного напряжения;

Sкон = 150 мм;

Выбираем шаг хомутов 150 мм.

Для обеспечения прочности по наклонной полосе между терищинами проверяется условие:

кгс;

где:

Так как Qtot ? Q условие прочности обеспечивается.

6. Расчет продольных ребер по трещиностойкости (вторая группа предельных состояний)

Определение геометрических характеристик приведенного сечения

Рис. 7

Площадь приведенного сечения:



где:

;

Статистический момент относительно нижней грани:

см3;

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения:

см;

Расстояние от центра тяжести напрягаемой арматуры до центра тяжести приведенного сечения:

см;

Приведенный момент инерции сечения:

Момент сопротивления сечения относительно нижней грани:

 см3;

Момент сопротивления сечения относительно верхней грани:

см3;

Упругопластический момент сопротивления относительно нижней грани при г = 1,3:

см3;

Упругопластический момент сопротивления относительно верхней грани при г = 1,25:

см3;

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

см;

где ц = 1;

Для наименее удаленной точки от растянутой зоны ядровое расстояние:

см;

где ц = 1;

Определение потерь предварительных напряжений.

Потери, происходящие до обжатия бетона

· Потери от релаксации напряжений в арматуре:

для проволочной арматуры:

МПа;

для стержневой арматуры:

МПа;

· Потери от температурного перепада:

МПа;

· Потери от деформации анкеров:

МПа (т.к. учитывается при расчете длины заготовки);

· Потери от деформации формы:

МПа;

МПа;

Потери, происходящие после обжатия бетона

· Потери от усадки:

 МПа;

· Потери от ползучести:

где ;

;

кгс;

;

см2;

см;

кгс;

кгс/см2;

Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси.

Момент трещинообразования:

;

- момент воспринимаемый бетоном; - упругопластический момент сопротивления, см3; - расчетное сопротивление бетона, кгс/см2;

см3;

;

- коэффициент, зависящий от типа сечения;

;

- момент обжатия относительно ядровой точки наиболее удаленной от той зоны трещинообразования, которой проверяется;

Вторая категория по трещиностойкости:

Расчет ширины раскрытия трещин

Рис. 8



где - коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки; - коэффициент, зависящий от вида арматуры; - коэффициент, зависящий от напряженного состояния элемента; - коэффициент, учитывающий работу арматуры в промежутке между трещинами;

кгс/см2;

см;

см;

где - базовое расстояние между трещинами; Abt - площадь растянутого бетона; ds - эквивалентный диаметр арматуры;

см2;

см принимаем 10 см;

где - высота растянутой зоны бетона; - коэффициент, зависящий от формы сечения;

см;

где P(2) - усилие обжатия бетона за вычетом всех потерь;

Проверка: 10ds ? ls ? 40 ds

7. Расчет плиты на стадии изготовления, транспортирования и монтажа

Рис. 9

Проверка прочности:

- условие выполнено;

- передаточная прочность бетона, МПа; МПа; МПа; - напряжение в арматуре на уровне напрягаемой арматуры.

Предельное усилие обжатия:

кгс;

- 1,1;

- 330 МПа;

;

- 15 мм;

Определяем коэффициент: (петли расположены по торцам):

, - прочность обеспечена.

Определяем требуемое количество арматуры в верхней зоне:

см2;

В каркасах сетки принята арматура В500 d 3 - 14 штук, в каркасе продольных ребер арматура В500 d 5 - 2 штуки.

Проверка на трещинообразование в верхней зоне:

кгс;

Момент от обжатия:

;

Момент трещинообразования:

;

- условие выполняется, отсутствуют трещины в верхней зоне.

Это необходимо учесть в расчете по трещиностойкости нижней зоны на стадии эксплуатации.

8. Проверка удлинения и определение длины заготовки при электротермическом способе натяжения арматуры

Величина полного удлинения арматуры

Величина полного удлинения:

мм;

где - удлинение, которое обеспечивает предварительное напряжение;

см;

где - коэффициент, учитывающий пластические свойства арматуры; - величина обжатия анкеров = 2 мм; - величина укорочения формы = 0,0004lуп = 2,6 мм; - остаточная деформация в результате нагрева высокопрочной проволоки = 0; - величина укорочения при переносе = 3,25 мм.

Определение возможного удлинения с учетом температуры нагрева:

см;

где =160С; С- рекомендуемая температура; =450С - максимальная температура; =6 м; - коэффициент температурного расширения; - условие выполнено, оставляем t рекомендуемой.

Определение длины заготовки арматуры:

мм;

Требуемая длина отрезаемого стержня:

мм;

мм;

где a - длина стержня, используемая для образования временного анкера на стержне; d - диаметр арматуры;

9. Выбор монтажных петель

расчетный ребристый арматурный плита

Масса изделия, приходящая при подъеме на одну петлю:

кг;

Для монтажных петель должна применяться арматура A240 Ш 12.

Список литературы

1. СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

2. СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры».

3. Пособие к СП 52-101-2003.

4. СП 52-102-2004 «Предварительно напряженные ЖБК».

5. Пособие к СП 52-102-2004.

6. Т.В. Юрина. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции», Пермь, 2003.

7. Т.В. Юрина, Д.М. Субботин. Проектирование сборных железобетонных ребристых панелей покрытий и перекрытий. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию.

8. Ю.В. Зайцев «Строительные конструкции заводского изготовления», 1987.

9. Рабочие чертежи. Плиты железобетонные ребристые размером 3х6 м для покрытий производственных зданий. Выпуск 1, выпуск 4.

Размещено на Allbest.ru

...