Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Новосибирская государственная архитектурно-строительная академия

Кафедра Строительного

производства

Контрольная работа

На тему: «Многоэтажное здание из сборных железобетонных конструкций»

Выполнила: студентка 412гр

Пиманова А.А.

Проверил: Куликовский А.П.

Новосибирск 2014



Содержание

1. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия

2. Расчет ребристой панели с напрягаемой арматурой по предельным состояниям первой группы

2.1 Расчет нагрузки на 1 м² перекрытия

2.2 Назначение размеров сечения плиты

2.3 Определение усилий от расчетных и нормативных нагрузок

3. Выбор бетона и арматуры, определение расчетных характеристик материалов

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

5. Расчет прочности ребристой плиты по сечению, наклонному к продольной оси

6. Конструирование ребристой плиты перекрытия

Список используемых источников



1. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия

Здание имеет размеры в плане 19,8 х 72,0 м и сетку колонн 6,6 х 7,2 м. Принимается поперечное расположение ригелей. Пролет ригелей - 6,6 м. шаг - 7,2 м. Плиты перекрытий - ребристые предварительно напряженные. Ширина основных плит - 1,2 м; по рядам колонн размещаются связевые плиты с номинальной шириной - 1,8 м.



2. Расчет ребристой панели с напрягаемой арматурой по предельным состояниям первой группы

l_пл=7200-200-20=6980мм

l_oп=100-10=90

l_р=l_пл- l_oп=6980-90=6890

b_пл=1190

2.1 Расчет нагрузки на 1 м² перекрытия

Таблица 1

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, H/м2	Коэффициент надёжности по нагрузке , гf	Расчетная нагрузка, кH/м2
1	2	3	4
Постоянная: 1. Плита перекрытия (hпр=120мм; г=2500 Н/м2) 2. керамическая плитка (hпр=15мм; г=18000 Н/м2) 3. цем. песчаный (д=20мм, с=18000 Н/м2) 4. шлакобетон (д=50 мм, с=15000 Н/м2)	3000 270 360 750	1,1 1,1 1,3 1,3	3300 297 468 975
Итого
Временная (по заданию) В том числе длительная	5000 3500	1,2 1,2	6000 4200
Полная нагрузка В том числе длительная	+Вр= 9380 +Дл= 7880	- -	+ Вр= 11040 + Дл= 9240

Расчетная нагрузка на 1 м длины, при ширине плиты 1,2 м :

Постоянная - g=•b= 6048 Н/м

Полная - g+v=( +В_р)•b =13248 Н/м

Нормативная нагрузка на 1 м длины, при ширине плиты 1,2 м:

Постоянная - g=•b= 5250 Н/м

Полная - g+v=( +В_р)•b =11256Н/м

2.2 Назначение размеров сечения плиты

Длина плиты составит: l_п=6980 мм , b=1190 мм.

Высота сечения ребристой предварительно напряженной плиты

h = l_п/20 = 6980/20 = 349мм, принимаем высоту плиты 220 мм.

Рабочая высота сечения h₀ = h - а = 220 - 20 = 200мм;

где а - расстояние от центра тяжести арматуры до грани растянутой зоны бетона (а=20 мм для многопустотных плит)

Расчетная толщина сжатой полки таврового сечения h_f'= 30 мм.

Расчетная ширина ребра b = 2b₁+3b₂ = 165 мм.

Отношение h_f'/h = 30/220 = 0,136> 0,1, при этом в расчет вводится вся ширина полки b_f' = 1160 мм.

Поперечное сечение плиты

Расчетное сечение плиты перекрытия

2.3 Определение усилий от расчетных и нормативных нагрузок

Расчетная схема плиты и эпюры М и Q

Изгибающий момент от расчетной нагрузки в середине пролета:

М = (g + v)l₀²/8 = 13,2486,78²/8 = 76,1кН•м.

Поперечная сила от расчетной нагрузки на опоре:

Q = (g + v)•l₀/2 = 13248 60,5кН.



3. Выбор бетона и арматуры, определение расчетных характеристик материалов

Бетон мелкозернистый класса В25.

Класс арматуры А-IV.

Тип сборной панели перекрытия - панель с горизонтальными круглыми пустотами.

Нормативное сопротивление бетона сжатию:

R_bn = R_b.ser = 18,5 МПа ;

Расчетное сопротивление бетона сжатию для предельных состояний первой группы R_b = 14,5 МПа;

Коэффициент условий работы бетона г_b2 = 0,9;

Нормативное сопротивление при растяжении

R_btn = R_bt.ser = 1,6 МПа

Расчетное сопротивление при растяжении R_bt = 1,05 МПа;

Начальный модуль упругости бетона E_b = 30000 МПа.

Передаточная прочность бетона R_bp устанавливается так, чтобы при обжатии отношение напряжений у_bp/R_bp 0,75, кроме того, R_bp 0,5 В.

Для напрягаемой арматуры класса Ат-IV:

Нормативное сопротивление растяжению R_sn = 980 Мпа.;

Расчетное сопротивление арматуры растяжению R_s = 815 МПа;

Начальный модуль упругости арматуры E_s = 190000 МПа.

Предварительное напряжение арматуры принимается равным:

у_sp = 0,6• R_sn = 0,6•980 = 588 МПа.

Рекомендуется назначать у_sp с учетом допустимых отклонений р так, чтобы выполнялись условия:

у_sp + pR_s.ser , у_sp - р 0.3• R_s.ser.

Значение р при электротермическом способе натяжения арматуры определяется по формуле (в МПа): р = 30 + 360/l, l - длина натягиваемого стержня: м.

Проверяем выполнение условий, если

р = 30 + 360/7,2 = 30 + 50= 80 МПа:

у_sp + р = 588 + 80 = 668 <R_s.ser = 980 МПа.

у_sp - р = 588 - 80 = 508 > 0,3• R_s.ser = 0,3•980 = 294 МПа.

Условия выполняются.

Значение предварительного напряжения в арматуре вводится в расчет с коэффициентом точности натяжения арматуры г_sp:

г_sp = 1 ±Дг_sp.

Вычисляем предельное отклонение предварительного напряжения:

Дг_sp = 0,5(р/у_sp)•(1+1/vn) = 0,5(80/588) • (l+l/v6) = 0,235;

Здесь n = 6 - число напрягаемых стержней в сечении плиты.

При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимается г_sp = 1 + 0,235 = 1,235;

При расчете по прочности плиты г_sp = 1 - 0,235 = 0,77.

Предварительное напряжение с учетом точности натяжения

у_sp = 0,33•588 = 449,82 МПа.

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

Максимальный изгибающий момент от расчетной нагрузки

М = 104,2кН•м.

Предполагаем, что нейтральная ось проходит в полке шириной b_f'. Вычисляем коэффициент б_m:

б_m = M/(R_b • 0.9 • b_f'•h₀²) = 10420000/(14,5 • 0,9•116•20² • (100)) = 0,17.

Находим о = 0,19; ж = 0,905.

Высота сжатой зоны х = о • h₀ = 0,19•20 = 3,8см<5 см - нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки.

Вычисляем характеристику сжатой зоны щ:

щ = 0,85 - 0,008_b2•R_b = 0,85 - 0,008•0,9•14,5 = 0,75.

Вычисляем площадь сечения напрягаемой растянутой арматуры:

A_sp= M/(г_s6•R_s•ж •h₀)=10420000/(l,1•815•0,920•20•(100))=6,3 см².

Принимаем 414 А-IV с А_sp = 6,16 см².

Проверяем процент армирования:

м = А_sp • 100/(b•h₀) = 6,16•100/(16,5•20) = 1,87 % >м_m1n= 0,05 %.



5. Расчет прочности ребристой плиты по сечению, наклонному к продольной оси

При изгибе плиты вследствие совместного действия поперечных сил и изгибающих моментов возникают главные сжимающие у_mc и главные растягивающие у_mt напряжения. Разрушение может произойти при у_mt>R_bt или у_mc>R_b Для обеспечения прочности наклонных сечений изгибаемых элементов должен производиться расчет: 1) на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами; 2) на действие поперечной силы по наклонной трещине.

Поперечная сила от расчетной нагрузки Q = 60,5 кН.

1. Для обеспечения прочности на сжатие бетона в полосе между наклонными трещинами в элементах с поперечной арматурой должно соблюдаться условие

Q< 0,3•ц_w1•ц_b1•R_b•b•h₀.

Коэффициент ц_w1, учитывающий влияние поперечной арматуры, определяется по формуле:

ц_w1 = 1 + 5б• м_w< 1,3.

Коэффициент армирования м_w равен:

м_w = A_sw/(b•s) = 0,504/(16,5•10) = 0,003,

здесь A_sw = 4•0,126 = 0,504 см² - площадь поперечного сечения четырех стержней диаметром 5 мм (изначально можно задаться диаметром 4 мм);

s = 11 см (округляем до 10 см) - шаг поперечных стержней;

b = 16,5 см.

Коэффициент приведения арматуры к бетону б при модуле упругости арматуры класса Bp-I Es = 170000 МПа равен:

б = E_s/E_b = 170000/30000 = 5,67.

Коэффициент ц_w1 = 1 + 5•5,23•0,003 = 1,085 < 1,3.

Коэффициент ц_b1 учитывающий влияние вида бетона. определяется по формуле: арматура бетон панель

ц_b1 = 1 - 0, 01•_b2•R_b = 1 - 0,01•0,9•14,5 = 0,87.

Величина внутреннего усилия, воспринимаемого сечением,

0,3•ц_w1•ц_b1•R_b•b•h₀ = 0,3•1,08•0,85•0,9•14,5•16,5•20•(100) = 118601 Н = 118,6 кН.

Условие Q = 60,5 кН < 118,6 кН выполняется. Следовательно, размеры сечения ребер достаточны. Если условие не выполняется, необходимо увеличить размеры сечения или повысить класс бетона.

2. Наклонная трещина в элементе не образуется, если главные растягивающие напряжения у_mt?R_bt. Для железобетонных конструкций этому условию соответствует приближенная опытная зависимость:

Q<ц_b3•(1 + ц_f + ц_n)•R_bt•b•h₀.

Коэффициент ц_f, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых сечениях, определяется по формуле

ц_f = 0,75•(b_f' - b)• h_f'/(b•h₀ ) < 0,5.

ц_f = 0,75•(b_f' - b)• h_f'/(b•h₀ )=0,75•( 116 - 16,5)• 3/(16,5•20)=0,65<0,5.

Принимаем ц_f=0,5

Коэффициент ц_n, учитывающий влияние продольных сил N, определяется по формуле:

ц_n = 0,1•N/(R_bt•b•h₀) < 0,5;

ц_n = 0,1•N/(R_bt•b•h₀)=0,1•80/(1,05•16,5•20)=0,023.

Для предварительно напряженных элементов в формулу вместо N подставляется усилие предварительного обжатия Р.

Значение 1 + ц_f + ц_n во всех случаях принимается не более 1,5.

Коэффициент ц_b3 принимается равным для тяжелого бетона 0,6.

Проверим условие, считая 1 + ц_f + ц_n = 1+0,5+0,023=1,523 ? 1,5.

Q = 60,5> 0,6•1,5•0,9•1,2•16,5•20•(100)) = 39204Н? 39,2кН.

На приопорных участках продольных ребер длиной 1/4 пролета при

h <450 мм шаг поперечных стержней должен быть:

S?h/2 = 220/2 = 110 мм

S? 110 мм (округляем =100мм).

3. Расчет железобетонных элементов с поперечной арматурой на действие поперечной силы для обеспечения прочности по наклонной трещине должен производиться из условия

Q?Q_b + Q_sw,

где Q_b = M_b /C = ц_b2•(1 + ц_f + ц_n)•R_bt•b•h₀²/C.

Вычисляем величину М_b при ц_b2= 2,0 и 1+ц_f+ц_n= 1,5:

М_b = ц_b2•( 1 + ц_f + ц_n )•R_bt•b•h₀² = = 2•1,5•1,05•1,2•10⁶0,165•0,20² = 28749,6 Н•м.

где q- полная расчетная нагрузка на плиту равная 13248 Н/м.

=1,47м, что больше чем С_max=2h₀ = 20,20=0,4 м. Принимаем С=2h₀=0,4 м.

Q_b= M_b/C =28749,6/0,4=71,9кН.

Q_sw=q_swc₀

где q_sw - равномерно распределенное усилие, воспринимаемое поперечными стержнями.

R_sw - расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению. Для диаметра 4 проволоки Вр-I R_sw=265 МПа;

А_sw - площадь одного поперечного стержня, в первом приближении принимаем диаметр 4 с А_sw=0,126 см²;

S - шаг поперечных стержней, принимаемый в первом приближении h/2, 220/2=110 мм ( округляем до 100 мм).

n- количество опорных каркасов.

Н/м

;

=0,47 м, что больше чем 2h₀. Принимаем с₀=2h₀ = 20,2=0,4 м.

Q_sw=1333560,4=53,34 кН.

Проверяем условие: Q?Q_b + Q_sw,

60,5 кН < 71,9 + 53,34 = 125,24кН.

Условие выполняется, поперечная арматура подобрана верно.

Окончательно принимаем 4 Вр-I с шагом 100 мм. Поперечную арматуру объединяем в каркас КР1 длинной l/4 = 6,98/4=1,745 м.



6. Конструирование многопустотной плиты перекрытия

1. Проектируемая плита перекрытия многопустотная с круглыми пустотами, с размерами в плане 1190х6980 мм. Высота плиты 220мм. Расчетное сечение плиты - тавровое с полкой в сжатой зоне. Бетон плиты В25, рабочая арматура А-IV.

2. Для восприятия изгибающего момента в растянутой зоне плиты устанавливаем 4 стержня диаметром 14 мм А-IV, с площадью А_sp=6,16 см². Для увеличения жесткости плиты и уменьшения вертикальных деформаций, а так же для увеличения трещиностойкости арматуру преднапрягаем с усилием _sp=177 МПа. Преднапряжение создается электротермическим методом.

3. Для восприятия поперечной силы на опоре устанавливаем 4 каркаса КР1 длинной 1745 мм. Каркас КР1 состоит из двух продольных стержней 4ВрI и поперечных стержней 4ВрI с шагом S=100 мм.

4. Для подъема, транспортирования и монтажа конструкции в плите предусмотрено 4 петли П1.

5. В сжатой зоне плиты устанавливается сетка С1 по всей ширине и длине плиты. Сетка С1 состоит из продольных стержней 4ВрIс шагом 150 мм и поперечных стержней 4ВрIс шагом 150 мм.

6. В растянутой зоне в приопорных участках устанавливается сетка С2 для предохранения бетона от раскалывания предварительным обжатием. Сетка С2 состоит из продольных стержней 3ВрIс шагом 150мм и поперечных стержней 4ВрIс шагом 100мм. Сетка С2 устанавливается на всю ширину плиты, длинной 800мм.



Список использованной литературы

1.СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. М.: Стройиздат.

2. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. М.: Стройиздат.

3.В.Н. Байков, Э.Е. Сигалов. Железобетонные конструкции. Общий курс. М.: Стройиздат.

4. Попов Н.Н., Забегаев А.В. Проектирование и расчет железобетонных и каменных конструкций.

5. Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций, 1989.

Размещено на Allbest.ru

...