Проектирование многоэтажного здания промышленного назначения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Объектом проектирования является прямоугольное в плане многоэтажное здание промышленного назначения. Требуется запроектировать основные несущие железобетонные конструкции здания в сборном варианте столбчатого фундамента стаканного типа ,колонну первого этажа с консолями ,ригель ( крайний левый пролет ) и преднапряженную ребристую плиту перекрытия по первой и второй группам предельных состояний .

Материалы работы представлены в виде пояснительной записки, содержащей выполненные расчеты и чертежи формы А4. Кроме расчетов, пояснительная записка имеет поясняющие чертежи и расчетные схемы. Все расчеты выполнены на персональном компьютере в интегрированной системе MathCAD.



1. Компоновка конструктивной схемы здания и предварительное назначение сечений элементов каркаса

Выполним компоновку конструктивной схемы здания. Примем поперечное расположение ригелей. Определим длину ригеля: 16,83=5,6 м.

Определяем длину плиты: 24:4=6 м. В итоге получили трехплолетное здание при сетке колонн с размерами в плане 5,6*6 м (рис.2.1;2.2). Условно считая временную нагрузку в 9,5 кН/м2 малой, принимаем сечение колонны (рис. 2.1 а) 3030 см.

Поперечное сечение ригеля выбираем прямоугольным (рис.2.1 б) с высотой

,

Поскольку 5600 мм, то выбираем значение, кратным 50 мм и принимаем . Ширина ригеля Выбирая значение, кратное 50 мм, получаем

Поскольку длина плиты lр = 6 м, принимаем ширину плиты , высоту ребра h = 35 см, толщину плиты hf = 50 мм (рис.2.2 а)

Принятая компоновка конструктивной схемы здания представлена на рисунке 2.1,2.2.

Предварительное назначение сечений элементов каркаса на рисунке 2.1а,2.1б,2.2а.

1.1 Условные обозначения в расчетах

Исходные данные

nэт = 4 количество этажей

hэт = 4,2 м высота этажа

v= 9,5kN/м2 временная нагрузка на перекрытие

s= 1kN/m2 снеговая нагрузка

Rосн = 0,31 МРа условное расчетное сопротивление грунта

Предварительное назначение сечений элементов каркаса

lp = 5,6 м длина ригеля

lп = 6 м длина плиты

hк = 30см высота сечения колонны

hр = 700 мм высота ригеля

bр = 250 мм ширина ригеля

bfl = 1,2 м ширина плиты

h = 35 см высота ребра плиты

hf = 50 мм толщина плиты



2. Определение нагрузок на строительные конструкции

Подсчитаем нагрузки .Определим вес погонного метра колонны, ригеля и плиты.

рк= hк2*1*y=4 *103 N

рр=hр*bр*1*y=4,375 *103 N

рп=( В*hf+2*((0,1+0,07)/2))*h))*1*y= 2,9*103 N

Тогда вес колонны на 1 этаж : Рк = рк * hэт=16,8 *104 N

вес ригеля: Рр =рр * lр =2,45 *104 N

вес на м2 плиты : Рп=рп/В=2,417 *104 N

Определим нагрузки на покрытие (табл. 1)

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м^2	Коэффициент надежности по нагрузке yf	Расчетная нагрузка, Н/м^2
Постоянная нагрузка
Железобетонная ребристая плита покрытия размером в плане 3*12 с учетом заливки швов	2050	1,1	2255
Обмазочная паро- изоляция	50	1,3	65
Утеплитель (готовые плиты)	400	1,2	480
Асфальтовые стяжки толщиной 2см	350	1,3	455
Рулонный ковер	150	1,3	195
Итого g1	3000		3450
Временная нагрузка
Снеговая нагрузка	1000	1,4	1400
Итого g2	4000		4850



Определим нагрузку на перекрытие ( табл 2 )

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м^2	Коэффициент надежности по нагрузке yf	Расчетная нагрузка, Н/м^2
Постоянная нагрузка
Керамическая плитка толщиной 13 мм с y=18кН/м^3	234	1,2	281
Цементно-песчаная стяжка толщиной 15 мм и y=18 кН/м^3	270	1,3	351
Железобетонная ребристая плита, Рп	2417	1,1	2658
Итого g2	3161		3290
Временная нагрузка
Временная нагрузка	9500	1,2	11400
Итого g2+v	12661		14690

Задание нагрузок на строительные конструкции

y = 25 * 103 N/м3

вес на 1 куб.м железобетона

Вес погонного метра колонны, ригеля и кв.м плиты

рк= hк2*1*y=2,25* 103 N

рр=hр*bр*1*y=4,375 * 103 N

рп=( В*hf+2*((0,1+0,07)/2))*h))*1*y= 2,9 * 103 N

Вес колонны на этаж ,ригеля и кв.м

Рк = рк * hэт/м=9,45 * 103 N

Рр =рр * lр/м =2,45 * 104 N

Рп=рп/bfl/м=2,417 *103 N

Нагрузка на покрытие

q1 =3350 N/ м2

расчетная нагрузка

s = s * 1,4 = 1,4*103*1/m2*kN

расчетная снеговая нагрузка

qs = q1 + s = 4,75 * 1/m2*kN

расчетная нагрузка на покрытие

Полученные данные занесены в табл.1

Нагрузка на перекртие

q2 = (281+351) N/м2 + Рп/м2 *1,1 = 3,29*103 * 1/m2*kN

расчетная постоянная нагрузка

v= v * 1,2 = 1.14*104*1/m2*N

расчетная временная нагрузка

qv = q2 + v2 =1,469*104*1/m2 *N



3. Расчет фундамента под колонну

Примем для фундамента бетон класса В15, арматура класса А 11

Rbt = 0,75 * 106 Ра

расчетное сопротивление бетона на растяжение

Rs = 280 * 106 Ра

расчетное сопротивление арматуры растяжению

3.1 Определение нагрузок на фундамент

Fпл = lр * lп = 5,5 * 5,8 = 33,6 м2

грузовая площадка

Nф = qs * Fпл + qv * Fпл*nэт + Рр* nэт + Рк * nэт = 2,27 * 106

сжимающие усилие на фундамент

yn = 0,95 коэффициент надежности по ответственности зданий

yf = 1,15 усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке

Nрасч = (Nф * yn) / yf = 1,875 * 106 N

расчетная нагрузка на фундамент



3.2 Определение площади подошвы фундамента

ym = 18 * 103 N/ м3

объемный вес грунта засыпки

ym = 1,5 м предварительная глубина заложения фундамента

А = Nрасч /( Rосн - ym* Hф) = 6,626 м 2

ad = vА = 2,574 м =2,7м

аф= 7,29 м

Аф = аф2 = 12,572 м2

площадь подошвы фундамента

Р = Nрасч / Аф = 2, 572* 10 5

Ра давление на грунт от расчетной нагрузки

3.3 Определение высоты плитной части фундамента

h0 = - hк/2 +1/2* Nрасч /( Rbt + Р )=0,532м

с = 0,5*( аф - hk - 2*ho ) (Р*с)/ Rbt=0,229м

0,229 м < 30см следовательно нижнюю ступень фундамента можно не армировать

а= 4 см защитный слой в подошве фундамента



Н=ho +а =0,572м

H=0,6м окончательная высота плитной части фундамента

Фундамент имеет две ступени

hc = 1,5 * hк= 0,45м

высота стакана фундамента

3.4 Расчет арматуры в подошве фундамента

s=30 см высота ступени фундамента

расстояние от края фундамента до сечения и высоты сечений

l1= hs = 0,3м h01=hs - а = 0, 26м

l2= 2* hs= 0,6м h02=2 * hs -а = 0,56м

l3=(аф - hк ) /2 = 1,2 м h03= Hф - а =1,01м

Изгибающие моменты в сечениях

М1 = Р * аф * l12/2 = 3, 125*104 N*м

М2 = Р * аф * l22/2 = 1,25 * 105 N*м

М3= Р * аф * l32/2 = 5 * 105 N*м

Площадь арматуры по сечениям

Аs1 = М1/(0,9 * h01* Rs ) = 3,659* 10-4 м2

Аs2 = М2/(0,9 * h02* Rs ) = 6,795 * 10 -4 м2

Аs3 = М3/(0,9 * h03* Rs ) = 1,507* 10-3 м2



Выбираем 7 стержней диаметром 18 мм на 1 п.м Аs =17,81см2

Ширина фундамента по сечениям

а1 = аф = 2,7м

а2 = аф - 2hs = 2,1м

а3 = аф - 4* hs = 1,5м

Процент армирования

1= (Аs / а1 * h01) *100 % = 0,25 %

2= (Аs / а2 * h02) *100 % = 0,15%

3= (Аs / а3 * h03) *100 % = 0,11%

Все м больше 0,1% следовательно ,оставляем 7 диаметром 18мм с шагом 15см

Принятая конструкция фундамента принята на рис.4



4. Расчет железобетонной колонны

Примем для колонны бетон класса В25 , рабочую арматуру класса А11

Rb = 11.5 * 106 Ра

расчетное сопротивление бетона на сжатие

Rbt = 0.90 * 106 Ра

расчетное сопротивление бетона на растяжение

Rsc = 365* 106 Ра

расчетное сопротивление сжатой арматуры

Rs = Rsc

расчетное сопротивление растянутой арматуры

lк = 0.7( hэт + 0.15м) = 3,045 м

4.1 Расчет армирования колонны

расчетная длина колонны

20hк = 6м поскольку lк < 20hк

Оставляем полученное значение lк , случайный эксцентриситет на расчет не влияет.



Nк = qs* Fпл + qv * Fпл * (nэт - 1 ) + Рр * (nэт - 1 ) + Рк (nэт - 1)

Nк = 1,742* 106 N

Nрасч = Nк * yn = 1,655 * 106 N

расчетная нагрузка на верх колонны

lk/ 0.289hк = 35,121 м = 0.1

аs =( Rsc / Rb ) * м = 3,174

lк/hк = 10,15

фb = 0,92 - ( (0,91 - 0,89) / (10 - 14 ) )* lк / hк = 0,961

фsb = 0,92 - ( (0,91 - 0,89) / (10 - 14 ) )* lк / hк = 1,012

ф = фb+2(фsb - фb) * as = 1,28

Аs = ( Nрасч /(ф*Rsc) ) - (( hк2 * Rb )/ Rsc ) = 17,81 см2

Я принудительно беру 4 стержня диаметром 25 мм Аs=19,63 см2

мk = (Аs/ hк2) * 100 = 2,181

действительный процент армирования

Поскольку находится в пределах от min = 0.1 % до 3% , оставляем 4 стержня диаметром ds=25 мм в квадратной колонне с hк = 30 см

ds = 16 mm

из условия свариваемости диаметр поперечной арматуры принимаем :

dsw = 8 mm.

Sк = 20*25mm = 500 mm шаг поперечной арматуры

а = 25 mm защитный слой бетона

4.2 Расчет армирования консоли колонны

с = 5 см монтажный зазор

yb2 = 0.90 коэффициент условий работы на стадии эксплуатации

а = 3см защитный слой

Q = qv*Fпл/2=2,468 * 105

поперечная сила в опоре

lcmin =( Q/yb2 * Rb * bp ) + 5 cm = 0,145м

минимальный вылет колонны

lc = 20см

hc = 2lc = 0,4 м

полная высота консоли

h0 = hc - a = 0,36м

рабочая высота консоли

lc / hc = 0,5

< 0.9 консоль считается короткой

ас = с + 2/3 (lc - c ) = 0,15 м

Qрасч = 0,95Q = 2,345 * 105 N

расчетная поперечная сила

М = 1.25 * Qрасч * ac = 4,396 * 104

изгибающий момент на консоли

бm = М / yb2 * Rb * bp * h02 =0,131

з = 0.645 - ( 0,645-0,640 / 0,461-0,458) * (0,461 - 0,458 ) = 0,886

As = М / n * Rs * h0 =3,776 * 10 -4 м2

Выбираем 2 стержня диаметром 18 мм As = 5,09 см2

Из условия свариваемости диаметр поперечной арматуры принимаем 5мм

hc/4 = 0,1 м

шаг поперечной арматуры примем 100мм

Qрасч / 2.5 * yb2 * Rbt * hк = 0,33 м



Поскольку h0 = 0.36 м > этой величины , оставляем рабочую высоту сечения h0= 0.36 м

Принятая конструкция колонны приведена на рис.5



5. Расчет неразрезного ригеля

Примем для ригеля бетон класса В25, продольную арматуру класса А111, поперечную арматуру класса А1

Rb=14,5 * 106 Ра

расчетное сопротивление бетона на сжатие

Rbt = 1,05 * 106Р

расчетное сопротивление бетона на растяжение

Eb= 30 * 109 Ра

начальный модуль упругости бетона

Rs=365*106Ра

расчетное сопротивление растянутой продольной арматуры

Rsw= 175*106Ра

расчетное сопротивление растянутой поперечной арматуры

Esw=2,1 * 1011

начальный модуль упругости арматуры



5.1 Уточнение размеров поперечного сечения

qp=q2*lп*1.35+(рр/м) = 2,6330 * 104 (1/m * N )

постоянная нагрузка на ригель

vp=v1*lp=0,68400 * 105 (1/m * N )

временная нагрузка на ригель.

Моменты и поперечные силы для разных видов загружения:

Постоянная нагрузка

М1q= 0.080 * qр * lр2=6,6057 * 104 N*м

МВq= -0.1 * qр * lр2=-8,2571 * 104 N*м

QВq= -0.6 * qр * lр=-8,8469* 104 N

Временная нагрузка в первом и третьем пролетах

М113=0.100 * vр*lр2=2,1665 * 10 5 Nm

МВ13=-0.050 * vр*lр2= - 1,0725 * 10 5 Nm

QВ13= - 0.550* vр*lр=- 2,106 * 10 5 Nm

Временная нагрузка в первом и во втором пролетах

М12= - 0.117 * vр*lр2 = - 2,509* 105 N m

МВ12= - 0.617 * vр*lр= - 2,363 * 105 N*m

Наиболее неблагоприятные сочетания:

Для М1 - q + v13

Для МВ - q + v12

Для QВ - q + v12

М1 = М1q + М11 = 282,7 kN*m

МВ = МВq + МВ12 = - 333,54 kN*m

QВ = QВq + QВ12 = - 324,81 kN*m

Оформим полученные результаты в виде табл.3

Таблица 3

№	Схема загружения и эпюра моментов	М1 , кN*м	Мв, кN* м	Qв , кN
1.		66,057	-82,571	-88,469
2.		216,65	- 107,25	-210,6
3.		-	- 250,9	- 236,3
	Наиневыгоднейшее загружение	1 + 2 282,7	1+3 - 333,54	1+3 - 324,81

Мгр = МВ - QВ * ( hк/2 ) = 284,82 kN*m

максимальный изгибающий момент у граней колонн

h0=1,8 * Мгр /(Rb * bр )= 0,504 м

расчетная высота сечения а = 6 см защитный слой бетона

hr = h0 + a = 0,5645м

поскольку hr < hр = 0,7 м , то оставляем выбранную ранее высоту сечения ригеля hр = 0,7 м

h0= hр - а = 0,64 м



окончательная расчетная высота сечения

bр= 0.4hр = 0,28 м

окончательная ширина сечения ригеля

5.2 Расчет продольной арматуры

Нижняя арматура

бm = М1 / yb2 * Rb * bр * h02= 0,2116

0.211<aR = 0,390

з= 0,885 - ( 0,885 - 0,880 / 0,211 - 0,204) ( 0,2116 - 0,211) = 0,8846

As = М1 / n * Rs *h0 = 0,0014 м2

As = 17.4 см2

Выбираем 2 ряда продольных стержней , нижнее диаметром 25 мм, верхний диаметром 22мм

м = As / bр * hр * 100 % = 0,781

Процент армирования находится в пределах от 0.1% до 1.5% - 2.0 % , останавливаемся на выбранном армировании

Верхняя арматура

бm = Мгр / yb2 * Rb * bр * h02= 0.213

0,213<aR = 0.390

з= 0,89 - ( 0,89 - 0,885 / 0,204 - 0,196) ( 0,201 - 0,196) = 0,8869

As = Мгр / з * Rs *h0 = 0,0014 м2

As = 17,42см2

Выбираем 2 ряда продольных стержней , нижнее диаметром 22 мм, верхний диаметром 25мм

м= As / bр * hр * 100 % = 0.785

Процент армирования находится в пределах от 0.1% до 1.5% - 2.0 % , останавливаемся на выбранном армировании

5.3 Расчет поперечной арматуры

Из условий свариваемости принимаем диаметр поперечной арматуры 10 мм

Asw = 2 * 0.789 = 1.578 * 10-4 м2

площадь поперечного сечения

По конструктивным требованиям шаг поперечных стержней:

S1= hр/3 = 0.23 м S1=0.2 м

принимаем шаг в приопорной зоне



S2= 3hр/4 = 0.525 м S1=0.5 м

принимаем шаг в середине пролета

Проверяем условие образования трещины :

фb3= 0.6 Qbmin = фb3*Rbt*bр*h0=0,7946*105N

QВ = 3.248 * 105

Условие Q > Qbmin не удовлетворяется , следовательно поперечная арматура ставится по расчету

Проверяем условие обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами:

а= Ews/ Eb = 7 мw = Asw/bр * S1 = 3.2 * 10-3

фw1 = 1 + 5 * б* w = 0.855 0.855 < 1.3 коэффициент,

учитывающий влияние хомутов

в= 0.01 фb1= 1 - в * Rb / 106Ра = 0,855

0.3*фw1*фb1*Rb*bр*h0 = 5,21* 105 N

Условие QВ = 3,24 * 105 N < полученной величины выполняется ,следовательно , оставляем принятое поперечное сечение ригеля

qsw = (Rsw * Asw) / S1 = 1,380 * 10 5 м-1 N

Qbmin/2h0=6,208* 104 м-1 N

условие qsw > = Qbmin выполняется, оставляем шаг поперечных стержней в приопорной зоне S1=20см



Smax=( Rbt * bр * h02) / QВ = 0,331 м

Условие S1 < Smax выполняется

фb2=2 Мb= фb2 * Rbt * bp * h02 = 2,15 * 10 5 мN

q=qр + vр = 0,947*105 м-1N

c= vМb /q = 1,5 м

длина проекции наклонной трещины

c0= vМb /qsw = 1,248 м

длина проекции расчетного наклонного сечения

поскольку получили с0 > c , принимаем с0=с

проверяем условие прочности сечения вблизи опоры В

Qb = Мb / c = 1,427 * 10 5 N

усилие, воспринимаемое бетоном

Qsw = qsw * c0= 1,723 * 105 N

усилие, воспринимаемое арматурой

Qb+ Qsw= 3,15* 105 N

Q= QВ - qc= 1,82 * 105 N

поперечная сила на расстоянии с от опоры

Получили Q < Qb+ Qsw , следовательно прочность сечения обеспечена

Проверяем условие прочности сечения в пролете

Q = QВ - q * lр/4 = 1,921 * 105 N

Smax =( Rbt * bр* h02) / QВ = 0,559м

Условие S2 = 0,5 > Smax не выполняется , меняем шаг поперечных стержней в середине пролета. каркас фундамент колонна ригель

S2 = 0,4 м

qsw = (Rsw * Asw) / S2 = 6,903 *104 м-1N

погонное усилие , воспринимаемое арматурой

Qsw=qsw * c = 1,04* 105 N

усилие , воспринимаемое арматурой

Qb+Qsw= 2,467 * 105 N

Получили Q < Qb+Qsw , следовательно прочность сечения обеспечена

Принятая конструкция ригеля приведена на рис.6



6. Расчет преднапряженной ребристой плиты

Примем для плиты бетон класса В30, арматуру для полки класса Bpl , преднапряженную арматуру ребер класса А - V

Rb=17*106Ра

расчетное сопротивление бетона на сжатие

Rbt=1.15*106Ра

расчетное сопротивление бетона на растяжение

Rbtser = 1.80 * 106Ра

расчетное сопротивление бетона на растяжение для предельных состояний 2 группы

Eb=32.5 * 109Ра

начальный модуль упругости бетона

Rs=375*106Ра

расчетное сопротивление арматуры полки плиты



6.1 Расчет плиты на местную прочность

Ширину ребра сверху примем 9 см , снизу 7 см

l0=bfl - 2*90мм = 1,02 м

расчетный пролет плиты

qп=qv*1м*yn=1,39 * 104 м-1N

расчетная нагрузка на плиту

Мп=(qп*l02) / 11= 1,319 * 103 N*м

b1=1м расчетная ширина сечения

а=1см защитный слой

h0=hf - a = 0.04 м

полезная высота сечения



бm = Мп / yb2 * Rb * b1 * h02= 0,0539

ж= 0,06 - ( 0,06 - 0,05 / 0,058 - 0,048) ( 0,0539 - 0,048)=0,0541

з= 0,975- ( 0,975 - 0,97 / 0,058 - 0,048) ( 0,052 - 0,048) = 0,973

щ=б- 0.008*yb2*Rb/106Ра=0.727

характеристика сжатой зоны бетона

уscu= 500 * 106 Ра уsR=Rs=3.75*108

жR= w /( 1+ sR/ scu (1 - w/1.1)=0.58

граничное значение относительной величины сжатой зоны бетона

Поскольку ж < жR , высоту полки можно не увеличивать

As = Мп / n * Rs *h0 = 1,1 * 10-4м2

As = 1,13см2

Выбираем 9 стержней диаметром 4мм As=1,13см2

шаг стержней в сетке 100см/10= 0.100м

выбираем 100мм < 200мм

35*4=0.14м

Сетку заводим на полку на расстоянии 200мм

6.2 Расчет плиты по нормальным сечениям

Rs= 680*106 Р

расчетное сопротивление преднапряженной арматуры продольного ребра

Eb=1,9*1011Ра

начальный модуль упругости арматуры

l0=lп - bр/2= 5,87м

расчетный пролет плиты

qп=(q2+v1) * bfl * yn = 1,6*104 м-1N

нагрузка на 1 п.м плиты

Мрасч= qп* l02/ 8 = 0,602*10 5 N* м

момент от расчетной нагрузки

br= 70мм+90мм/2 = 80мм

средняя ширина продольных ребер

br=2br=160мм

ширина ребра приведенного сечения

а=4см защитный слой

h0=h - a = 0.31 м

расчетная ширина сечения

М = Rb*bfl*hf* ( h0 - hf/2 ) = 2.907 * 105 N*м

предельный момент , воспринимаемый полкой

Поскольку Мрасч < М, нейтральная линия проходит в полке. Расчет ведем как для прямоугольного сечения шириной bfl

бm = Мрасч / yb2 * Rb * bfl * h02= 0,034

ж= 0,04

з=0,98

x= ж * h0=0,0124м

х < hf=0,055

нейтральная линия проходит в пределах полки

щ= 0.728 характеристика сжатой зоны бетона

уscu= 500 * 106 Ра sR=0.6Rs

уsR= Rs + 400 * 106Ра - sR= 3,57 * 108Ра

ж R= щ /( 1+ sR/ scu (1 - w/1.1)=0,586

граничное значение относительной

величины сжатой зоны бетона

Получили ж < ж R 

Asр = Мрасч / n * Rs *h0 = 3,0* 10-4м2

Выбираем 2 стержня диаметром 16 мм As=4,02см2

6.3 Определение геометрических характеристик приведенного сечения

б= Es/Eb = 5,846

Ap= bfl * hf= 0,06м2

площадь полки приведенного сечения

Ar= br *( h - hf )= 0,024м2

площадь ребра

Ared= Ap+Ar+a*Asp=0,0864м2

площадь приведенного сечения

Sred= Ap( h - hf/2 ) + Ar * ( (h - hf )/2) + a * Asp*а

Sred=2,319*104 см3

статический момент площади приведенного сечения

у0=Sred/Ared= 26,8см

расстояние от нижней грани до центра тяжести

Jred =Jred+[ br * ( h - hf ) ( y0 -( h - hf /2 )+ a * Asp* ( y0 - a )2]

Jred=0,843* 10 5 см4

момент инерции сечения относительно центра тяжести

Wred= Jred/ y0 = 3,141*103см3

момент сопротивления по нижней зоне

Wred1=Jred/h - y0 = 1,0366 *10 4 см3

момент сопротивления по верхней зоне

rt= 0.85 Wred/ Ared = 3,0921см

расстояние до верхней ядровой точки

rb= 0.85 Wred1/Ared = 10,204 см

расстояние до нижней ядровой точки

г=1.75 для таврового сечения с полкой в сжатой зоне

Wp1= y * Wred = 5,497 * 103см3

упругопластический момент сопротивления

6.4 Определение потерь предварительного напряжения арматуры

гsp=1 коэффициент точности

уsp=500 * 106Ра

максимально допустимое начальное напряжение арматуры

первые потери

у1= 0.003* у sp=1,5 * 107 Ра

от релаксации напряжений

В= 30*106Ра

класс бетона

Rbp=0.7*В=2,1 * 107Ра

передаточная прочность бетона

Р1= Asp*( sp - 1)= 1,949*105 N

усилие обжатия бетона

eор=у0 - а =0,2286 м

эксцентриситет приложения усилий в преднапряженной арматуре

уbp= P1/ Ared + P1*eop/ Wred= 1,644*107 Ра

bp/Rbp= 0,783 < 0.8

оставляем принятую передаточную прочность бетона

у6=0.85*40*106 bp/Rbt= 2,662 * 107Ра

от быстронатекающей ползучести

уlos1=v1+v6= 4,162 * 107Ра

первые потери

Р11=Asp* ( уsp- у los1 ) = 1,472 *105 N

сила обжатия с учетом первых потерь

Вторые потери

у8=35*106 Ра

от усадки и бетона

уbp= P1/ Ared + P11*eop/ Wred= 1,242*107 Ра

б=0.85

у9=б*150*106 bp/Rbt= 7,543* 107Ра

от ползучести бетона

уlos2=у8+у9= 1,104* 108Ра

вторые потери

Р2=Asp* ( уsp- уlos ) = 1,028*105 N

сила обжатия с учетом всех потерь

6.5 Расчет плиты по сечению, наклонному к продольной оси

Qрасч = qп*l0/2=4,099 * 10 4 N

максимальная поперечная сила от расчетной нагрузки

Qbmax = 2.5 * Rbt * br * h0= 0,713*105 N

Условие Qрасч < Qbmax выполняется

с=2.5*ho=0.775м

длина проекции максимально опасного наклонного сечения

Q= Qрасч - qп*с = 1,996 * 10 4 N

поперечная сила на расстоянии с от опоры

фb4=1.5 коэффициент , учитывающий влияние бетона

фп= 0.1 Р2 / Rbt*br*h0=0.360

коэффициент ,учитывающий влияние продольных сил



фb4* (1+фп ) * Rbt * br * ho2/c =1,19*104N

условие Q < полученного значения не выполняется, поперечная арматура необходима по расчету

из условия свариваемости выбираем диаметр поперечных стержней 5 мм

Asw1= 0,196см2

Asw= 2 * Asw1 = 3,92*10-5 м2

площадь поперечного сечения стержней каркаса

Rsw=260 * 106 Ра

расчетное сопротивление поперечной арматуры

S1= h/2= 0,175м > 150мм

Выбираем шаг поперечных стержней в приопорной зоне S1= 150мм

S2 = 3h/4= 0 ,263 м

Выбираем шаг поперечных стержней в середине пролета S2= 250 мм

bfl- br=1,12м 3*hf=0,15м

поскольку bfl-bf > 3hf , принимаем bfl-br=3hf

фf = 2 * 0.75 *3 hf*hf/ br *ho=0,453 < 0.5

к= 1+ фf+фп= 1,814 > 1.5

принимаем 1+фп+фf= 1.5

к=1.5

Мb=2,652 * 104 N м

момент ,воспринимаемый бетоном сжатой зоны

qsw= Rsw * Asw / S1 = 67946,66 м-1N

погонное усилие, воспринимаемое хомутами

Qbmin=23101,2 N

Qbmin/2*h0= 37260 м -1 *N

Условие qws > Qbmin/2h0 выполнилось , оставляем шаг поперечных стержней 15см

Smax=фb4 * (Rbt*br*ho2)/ Q = 606,397 мм

условие S1 < Smax выполняется

с0= vMb/qsw = 0,61м

длина проекции наклонной трещины

с= vМb / qп = 1,253 м

расстояние до опасного наклонного сечения

2h0= 0,62м

Поскольку условие с0 < 2h0 не выполнилось, примем с0=2h0 c0=0.62м<c

Qb=Mb/c= 17604,23 N

усилие, воспринимаемое бетоном< Qbmin

Qsw= qsw*c0= 42126,93 N

усилие, воспринимаемое арматурой

Qb+ Qsw=5,973 * 10 4 N Q= 1.99 * 10 4 N

Поскольку Q< Qb+ Qsw, прочность наклонного сечения обеспечена

6.6 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси

qн=19244 N/м 2

qн= qн*bfl*yn= 2.193 * 104м-1 N

полная нормативная нагрузка на перекрытие

Мн=(qн*lп2)/8= 0.987* 105мN

момент от полной нормативной нагрузки

Мгр=Р2*( еор + rt )=2.67 * 104 мN

ядровый момент усилия обжатия

Мсrc=Rbtser*Wp1+Mгр = 3.659*104 мN

предельный момент перед образованием трещин

Поскольку Мн> Мсrc , то трещины образуются

Расчет по раскрытию трещин ,нормальных к продольной оси

м = Asp/br*h0 = 0.081

коэффициент армирования сечения продольной арматурой

n=1 д =1

ф1=1.6 - 1.5 м = 1.575

коэффициент , учитывающий длительность действия нагрузки

z1= h0 - hf/2 = 0.285

плечо внутренней пары сил

esp=0м эксцентриситет силы обжатия

Мs= Mн - Р2* (z1- esp)=6,93*104мN

Ws=Asp*z1=114,57 см3

момент сопротивления сечения по растянутой арматуре

уs=Ms/Ws=6,0573*108 Ра

напряжение в растянутой арматуре с трещиной

acrc =20*(3.5-100*м)* д *з*ф1* уs/Es *3v d = 0.2997

ширина раскрытия трещины

получили acrc меньше нормируемой величины 0.3 мм

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет путей сообщения»

Красноярский институт железнодорожного транспорта

- филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Иркутский государственный университет путей сообщения»

Факультет Транспортные системы



Библиографический список

1. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. - М.: Бастет, 2009. - 768 с.

2. Заикин А.И. Проектирование железобетонных конструкций многоэтажных промышленных зданий: Учеб. пособие. - М.: Издательство АСВ, 2005. - 200 с.

3. Маилян Р.Л. и др. Справочник современного проектировщика. - М.: Феникс, 2011. - 541 с.

4. Пособие к проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84) / М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 192 с.

5. СНиП 2.01.07 - 85*. Нагрузки и воздействия / Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1996 - 44 с.

6. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции / Минстрой России. М.: ЦПП, 1996. - 76 с.

Размещено на Allbest.ru

...