Расчет и конструирование ребристой панели перекрытия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кубанский Государственный Аграрный Университет

Кафедра строительных материалов и конструкций

Расчетно графическая курсовая работа

по дисциплине: Железобетонные конструкции

по теме:

Расчет и конструирование ребристой плиты перекрытия

Выполнила: Нателашвили К.О.

Студентка группы АИ-42

Проверил: Серый Д.Г.

Краснодар - 2012



СОДЕРЖАНИЕ

1. Исходные данные

2. Характеристика ребристой плиты покрытия

3. Конструирование сечения плиты

4. Сбор нагрузок

5. Расчетные характеристика материалов

6. Определение расчетных и нормативных нагрузок

7. Установление размеров сечения плиты

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

9. Расчет полки плиты

10. Расчет прочности поперечного ребра плиты

11. Определение геометрических характеристик приведенного сечения

12. Определение потерь предварительного напряжения арматуры

13. Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси

14. Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси

15. Расчет прогиба плиты

Список использованных источников



1. Исходные данные

Номинальный размер плиты перекрытия в плане 2000х8000мм.

Бетон тяжелый класса В20

Арматура класса АIII

2. Характеристика ребристой плиты покрытия

Основными элементами ребристой плиты являются продольные, поперечные ребра и полка. Они рассчитываются на прочность деформации и трещиностойкость и конструируются с учетом установки арматуры и закладных деталей. При проектировании необходимо знать и уметь отличать друг от друга такие категории, как номинальные, конструктивные и расчетные размеры плиты и ее элементов.

Номинальные размеры служат для унифицированной увязки решений конструктивных схем и конструктивных элементов между собой. Они характеризуются расстояниями между разбивочными гранями конструкций.

Конструктивные размеры характеризуют геометрическую пространственную форму плиты её элементов. Величину швов и зазоров по длине конструкции принимаем равной 20 мм, по ширине 10 мм.

Рис. 1. Расчетные размеры плиты

Расчетные размеры плиты и ее элементов назначают для определения расчетных значений и изгибающих моментов, поперечных и продольных сил, необходимых для подбора площади арматуры и обеспечения требованием прочности деформации и трещиностойкости деформации и как плиты, так и её элементов.

3. Конструирование сечения плиты

Номинальные размеры плиты в плане и полученные расчетом высота и служит данными для определения конструктивных и расчетных размеров поперечного сечения плиты. Ширина бетонной части плиты в верхней зоне (полки).

Где В - номинальная ширина плиты

- величина шва для заполнения раствором

- величина зазора между плитами

Конструктивная длина плиты по бетону

Высота плиты:

Принимаем h=400 (мм)

Высота полки плиты:



(мм)

Ширина нижней грани продольного ребра принимается принимается из условия размещения в нем продольной арматуры и обеспечения для нее защитного слоя бетона.

Распалубочный уклон внутренней внутренней части продольного ребра l=1/10 с учетом распалубочного уклона ширина продольного ребра в верхней части.

Максимальный шаг поперечных ребер 1500 (мм).Устанавливаем 6 поперечных ребер, из которых 4 по 1350 мм и 2 крайних по 1300 мм.

Высота поперечных ребер

принимаем 150 мм

Ширину нижней части поперечного ребра принимаем ,

Уклон поперечного ребра i=1/15. С учетом уклона ширина поперечного ребра в верхней части.

Рис. 2. Конструктивные размеры плиты

4. Сбор нагрузок

Сбор нагрузок на квадратный метр плиты перекрытия производим в табличной форме.

Сбор нагрузок на 1 плиты перекрытия

№ п/п	Наименование и вычисление нагрузок	Нормативная величина нагрузки,	Коэффициент надежности по нагрузке,	Расчетная величина нагрузки,
Постоянные нагрузки
1	Асбестоцементные листы	0,22	1,1	0,24
2	Деревянная обрешетка	0,10	1,1	0,11
3	Утеплитель керамзит 1	0,40	1,3	0,52
4	Пароизоляция	0,08	1,3	0,10
5	Железобетонная плита	1,63	1,1	1,79
Итого:	2,428		2,761
Временные нагрузки
	Действие снега, в том числе
7	Кратковременная	0,50	1,4	0,70
8	Длительная	-	-	-
Итого:	0,50		0,70
		2,928		3,461

Масса плиты покрытия.

Где - объем бетона полки, продольных и поперечных ребер соответственно,

Рис. 3. Геометрические характеристики полки и ребер

5. Расчетные характеристики материалов

По таблицам определяем характеристики приводим к тавровой форме образуемой полкой и ребрами. Рабочая высота сечения:

Рис. 4. Определение характеристик, приведение к тавровой форме

(мм)

где - защитный слой бетона

d - диаметр продольной арматуры

По таблицам определяем характеристики материалов.

Для арматуры класса АIII

Класс бетона В20

6. Определение расчетных и нормативных нагрузок

Рис. 5. Расчетные и нормативные нагрузки

Расчетный пролет продольного ребра

Изгибающий момент от полной расчетной и нормативной нагрузки

Поперечные силы от полной расчетной и нормативной нагрузки

7. Установление размеров сечения плиты

Сечение плиты для упрощения расчета приводим к тавровой форме образуемой полкой и ребрами.

По таблице принимаем мм,

Коэффициент запаса армирования не должен превышать 5%

Рис. 6. Армирование плиты

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

Вычисляем

По таблице находим значения

Высота сжатой зоны

Проверка

7,2 мм<40 мм

Площадь продольной арматуры

По таблице принимаем мм АIII с площадью

9. Расчет полки плиты

В ребристых плитах ребрами вниз защемление полки создают заливкой бетоном швов, препятствующей повороту ребра. Максимальный изгибающий момент равен (для полосы 1м)

Где - расчетный пролет

с

Рабочая высота

a - защитный слой бетона (8)

d = 6 мм

По таблице принимаем значения

Высота сжатой зоны

Проверка

5,2<13,2

Площадь продольной арматуры

По таблице принимаем сетку

с шагом 250 мм ,

10. Расчет прочности поперечного ребра плиты

Поперечные ребра жестко заделаны в продольные ребра и соединены с полкой. При расчете на прочность, поперечное ребро рассматривается, как балка тавровой формы.

Рис. 7. Балка тавровой формы

Ширина полки

Выбираем наименьшее =500 мм,

Постоянная нагрузка на 1 погонный метр ребра

Изгибающий момент на опоре и в пролете

Расчетная высота сечения

По таблице принимаем значения

, x<

0,005<0,04

Принимаем ВрI , =0,0071

11. Определение геометрических характеристик приведенного сечения

Отношение модулей упругости:

ребристый плита сечение нагрузка



Рис. 8. Геометрические характеристики приведенного сечения

Площадь приведенного сечения

Статический момент площади приведенного сечения относительно нижней грани.

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения.

Момент инерции

Момент приведенного сечения по нижней грани:



Расстояние от ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны до центра тяжести

Где

То же наименьшее удаленной от растянутой зоны

Отношение напряжения в бетоне от нормативных нагрузок усиление обжатия к расчетному сопротивлению бетона для предельных состояний второй группы предварительно принимаем 0,75

Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне определяем:

Где для таврового сечения с полкой в растянутой зоне.

11. Определение потерь предварительного напряжения арматуры

Потери от релаксации напряжений в арматуре

Потери от температурного перепада между натянутой арматурой , так как при пропаривании форма с упорами нагревается вместе с изделием

Усилие обжатия:

Эксцентриситет этого усилия относительно центра тяжести приведенного сечения

Напряжение в бетоне при обжатии определяется по формуле

Устанавливают предельную прочность бетона из условия :

Принимаем , тогда

Вычисляем сжимающие напряжения в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от усилия обжатия и с учетом изгибающего момента от веса плиты

, тогда

МПа

Потери от быстро напекающей ползучести при и при составляют

Первые потери

С учетом потерь напряжение

Потери то усадки бетона

Потери от ползучести бетона при , составляют

МПа

Вторые потери

Полные потери

Усилия обжатия с учетом

кН

12. Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси.

Принимаем коэффициент надежности по нагрузке , - от полной нормативной нагрузки.

Вычисляем момент образование трещин по приближенному способу

Момент усилия обжатия при

кНсм

скольку , трещины в растянутой зоне не образуются

13. Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси

При , предельная ширина раскрытия трещин: непродолжительная

, продолжительная 0,3 мм.

Изгибающие моменты от нормативных нагрузок, постояннойM=27,36 кНм, суммарный M=23,30 кНм

Где , плечо внутренней пары сил , т.к. усилие обжатия P приложено в центре тяжести площади нижней напрягаемой арматуры



Приращение напряжений в арматуре от действия полной нагрузки

Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия всей нагрузки

мм

d=18 - диаметр продольной арматуры.

Ширина раскрытия трещин от постоянной нагрузки непродолжительного действия

Ширина раскрытия трещин от постоянной нагрузки

Где

Непродолжительная ширина раскрытия трещин

0,21<0,4 мм

Продолжительная ширина раскрытия

14. Расчет прогиба плиты

Прогиб плиты определяем от нормативного значения постоянной нагрузки, прогиб составляет 1/200

Вычисляем параметры необходимые для определения прогиба плиты, занимающей момент равен изгибающему моменту от постоянной нагрузки

М = 45,684 кНм, суммарная продольная сила равна усилению предварительного обжатия с учетом всех потерь и при

Эксцентриситет

Коэффициент, характеризующий неравномерности деформаций растянутой арматуры на участки между трещинами, определяем по формуле:



Вычисляем кривизну оси при изгибе

- при длительном действии нагрузок;

Вычисляем прогиб по формуле:

см

1,28<3,96 см

Учет выгиба от ползучести бетона в следствии обжатия несколько уменьшают прогиб.

Размещено на Allbest.ru

...