Расчет параметров здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчет и конструирование ребристой предварительно напряженной плиты перекрытия

фундамент ригель колонна балка

1.1 Расчет ребристой плиты по предельным состояниям первой группы

Расчетный пролет и нагрузки

Расчетный пролет

Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м ²

Нагрузка	Нормативная нагрузка, кН/м 2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м 2
Постоянная: собственный вес ребристой плиты то же слоя цементного раствора д=20 мм (с=2200 кг/м 3) то же керамических плиток, д=13 мм (с=1800 кг/м 3)	2,5 1,21 0,36	1,1 1,3 1,1	2,75 1,57 0,40
Итого Временная В том числе: длительная кратковременная	4,07 20 18,5 1,5	1,2 1,2 1,2	4,72 24 22,2 1,8
Полная нагрузка В том числе: постоянная и длительная кратковременная	24,07 22,57 1,5		28,72 26,92 1,8

Расчетная нагрузка на 1 м при ширине плиты 1,5 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания г_n =0,95

постоянная ;

полная

временная

Нормативная:

полная

постоянная и длительная

Усилия от расчетных и нормативных нагрузок

От расчетной:

От нормативной:

От нормативной постоянной и длительной:

Установление размеров сечения плиты

Высота сечения ребристой плиты h=400 мм, т.к. полная нагрузка более 20кН/м²

Ширина полки => плита работает как балочная конструкция

Толщина полки

Ширина продольных рёбер понизу 7 см

Ширина продольных рёбер поверху 9 см

Рабочая высота сечения h₀=h-30=400-30=370 мм

Характеристики прочности бетона и арматуры

Ребристую предварительно напряженную плиту армируют стержневой арматурой класса А-V c электротермическим натяжением на упоры форм. К трещиностойкости плиты предъявляют требования 3-й категории. Бетон тяжелый класса В30, соответствующий напрягаемой арматуре.

Изделие подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении.

Бетон В30:

- коэффициент условия работы бетона;

- призменная прочность нормативная;

- призменная прочность расчетная;

- нормативное сопротивление при растяжении;

- расчетное сопротивление при растяжении;

- начальный модуль упругости бетона.

Продольная арматура класса А-V:

- коэффициент условия работы арматуры;

- нормативное сопротивление;

- расчетное сопротивление;

- модуль упругости арматуры.

Предварительное напряжение арматуры принимают равным у_sp=0,75•R_sn=0,75•590=442,5 МПа.

Проверяют выполнение условия ; при электротермическом способе натяжения p=30+360/l=30+360/6=90,0 МПа; 442,5+90=532,5<R_sn=590 МПа - условие выполняется.

Вычисляют предельное отклонение предварительного напряжения при числе напрягаемых стержней n_p=2 по формуле:

Коэффициент точности натяжения по формуле:

При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимаем г_sp=1+0,17=1,17.

Предварительное напряжение с учетом точности натяжения у_sp=0,83•442,5=367,3МПа.

Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси и подбор продольной арматуры

Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне



Определяем высоту сжатой зоны бетона

=> нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки

Определяем площадь сечения арматуры

Принимаем 2 стержня ? 20 мм Аs=6,28см²

Определим процент армирования

Расчет полки плиты на местный изгиб и подбор поперечной сетки арматуры

Определим расчётный пролёт

Нагрузка на 1м² полки принимается такой же как и для плиты

Изгибающий момент для полосы шириной 1 м

Рабочая высота сечения

Определяем высоту сжатой зоны бетона

=> нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки

Определяем площадь сечения арматуры

Принимаем арматурную сетку с поперечной арматурой ? 6 мм Вр-II с шагом S=200 мм (5 стержней) Аs=1,42см²

Определим процент армирования

Расчет по прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси

Проверим условия, при которых не требуется расчёт

Проверка первого условия

Q_оп=99,56 кН г_b2=0,9

Q_оп ? 2,5•г_b2•R_bt•b•h₀

99,56 ? 2,5•0,9•1,05•10^-1•1437

99,56 ? 122,38 - условие выполняется, поперечного сечения плиты достаточно для восприятия нагрузки Q.

Проверка второго условия

Q_c = Q_оп-q₁•c

Усилие обжатия арматуры с учетом полных потерь

ц_b4=1,5

ц_b2=0,9

c = c_max=2,5•h_o=2,5•37=92,5 см

Q_c=Q_оп-q₁•c = 99,56-0,2095•92,5=80,18 кН

 - условие не выполняется

Требуется выполнить расчет поперечной арматуры

Назначаем армирование

На приопорном участке равном L/4?1,5 м в каждом ребре плиты устанавливают поперечные стержни ш 5 мм Вр-I с шагом не более h/2=200 мм S₁=150 мм

В средней части пролёта принимаем шаг не более 3•h/4=300 мм S₂=300 мм

Проверка назначенного армирования

Q ? Q_b+Q_sw+Q_s,inc

Q_s,inc=0 т.к. в плите отсутствуют отгибы

Влияние свесов сжатых полок, при двух ребрах

ц_b2=2

г_b2=0,9



[c]=3,33•h₀=3,33•37=124,69 см

111,28 < 124,69

ц_b3=0,6

Q_b? Q_{b min}

47,85<47,97 => Q_b=47.97 кН

A_sw =2•0,196 = 0,39 см²

R_sw =260 МПа=26 кН/см²

S₁=15 см

Проверим шаг расстановки хомутов

S ? S_max

ц_b4 = 1,5

Q = Q_оп-q₁•c =99,56-124,69•0,2095=73,44 кН

Q ? Q_sw + Q_b

73,44 ? 50,32 + 47,97

73,44 ? 98,29

Условие выполняется, принимаем назначенное армирование.

Расчет по сжатой наклонной полосе

Q_оп ? 0,3•ц_щ1•ц_b1•R_b•b•h₀

ц_щ1 = 1 + 5•б•м_sw

ц_щ1=1+5•7•1,86•10^-3=1,065

ц_b1=1-в•R_b

в=0,01

ц_b1=1-0,01•1,45=0,986

Q_оп=99,56 ? 0,3•ц_щ1•ц_b1•R_b•b•h₀=0,3•1,065•0,986•1,45•14•37=236,6

99,56 ? 236,6

Условие выполняется, значит поперечной арматурой задались верно.

Определение геометрических характеристик сечения

A_red = 1214,88 см² S_red = 34382,14 см³

Момент сопротивления приведенного сечения по верхней зоне.

Определение ядра сечения.

Упругопластичный момент сопротивления по растянутой зоне

W_pl = г _* W_red = 1,75 _* 5030,82 = 8803,94 см³, где

г = 1,75 для тавра с полкой в сжатой зоне

Упругопластичный момент сопротивления по растянутой зоне в стадии изготовления и обжатия элемента

W'_pl = г _* W'_red = 1,5 _* 16364,6 = 24546,9 см³, где

г = 1,5

Определение потерь предварительного натяжения арматуры

Первые потери (при изготовлении):

1) Релаксация напряжений арматуры

у₁=0,03•у_sp=0,03•471=14,13МПа, где

у_sp=0,6•R_sn=0,6•785 = 471МПа

Усилие обжатия:

P₁=A_sp(у_sp-у₁)=6,28•(47,1-1,413)=286,91кН

Геометрические характеристики сечения:

A_red=A+б•A_s=145•5+14•35+7•6,28=1214,88см²

S_red=145•5•37+35•14•17,5+6,28•6,35•3=34382,14см³

x_c=0



e_op= y_c - a₀ = 28,3 - 3 = 25,3 см

Напряжение обжатия бетона

2) Температурный перепад между арматурой и упорами у₂ = 0 т.к. арматура и упоры нагреваются вместе - одновременно.

6) Быстронатекающая ползучесть бетона



Первые потери

у_los1 = у₁ + у₆ + у₂ = 14,13 + 0 + 30 = 44,13 МПа

Вторые потери (при эксплуатации):

8) Потери от усадки бетона

у₈ = 35 МПа (В35 и ниже, тепловая обработка при атмосферном давлении)

9) Ползучесть бетона

Вторые потери

у_los2 = у₈ + у₉ = 35 + 92,63 = 127,63 МПа

Полные потери

у_los = у_los1 + у_los2 = 44,13 + 127,63 = 171,76 > 100 МПа

Усилие обжатия арматуры с учетом полных потерь

Расчет ребристой плиты на транспортные нагрузки

q_тр = t_{прив *} г _* b'_{f *} k_d = 0,105 _* 25 _* 1,45 _* 1,6 = 6,13кН, где

t_прив=0,105 м для ребристой плиты;

г=25 кН/м³

k_d=1,6 коэффициент динамичности

, где z = 0,9 _* h₀ = 0,9 _* 37 = 33,3

Задались: Вр-I Ш3 мм R_s = 375 МПа

Принимаем: 2 Ш5 Вр-I, A_s = 0,39см²

1.2 Расчет ребристой плиты по предельным состояниям второй группы

Расчет по образованию трещин нормальных к продольной оси

Для нижней зоны

M_r ? M_crc

M_r = 101,5 кНм - момент от нормативной, полной нагрузки.

Момент от предварительного напряжения арматуры

M_rp = P_{2 *} (e_op + r) = 194,2 * (0,253 + 0,0351) = 42,32 кНм

Момент трещинообразования

M_crc = г_{b2 *} R_{bt ser *} W_pl + M_pl = 0,9 _* 0,16 _* 8803,94 _* 10^-2 + 42,32 = 55,0 кНм

т.к. M_r = 101,5 > M_crc = 55,0 трещины в растянутой зоне образуются, необходим расчет по раскрытию терщин.

Для верхней зоны

Изгибающий момент от веса плиты

Момент от предварительного напряжения арматуры

M_r = г_{sp *} P_{1 *} (e_op - r_inf) - M_пл

г_sp = 1 + Дг_sp = 1,1

M_r=г_{sp *} P_{1 *} (e_op - r_inf) - M_пл = 1,1 _* 286,91 _* (0,253 - 0,1144) -17,16=26,58 кНм

Момент трещинообразования

M_crc = г_{bp *} R_{bt ser *} W'_pl = 0,9 _* 0,16 _* 24546,9 _* 10^-2 = 35,35 кНм

M_r = 26,58 кНм < M_crc = 35,35 кНм условие выполняется - трещины не образуются

Расчет на раскрытие трещин нормальных к продольной оси

г_sp = 1

a_crc ? [a_crc ]

[a_crc ] = 0,4 при не продолжительных нагрузках

[a_crc ] = 0,3 при продолжительных нагрузках

Моменты от нормативных нагрузок

М_п+д = 100,16 кН/м

М_п = 106,82 кН/м

Приращение напряжений в растянутой арматуре от действия постоянных и длительных нагрузок

e_sp = 0

e_sp = 0

Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия всей нагрузки

Ширина раскрытия от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок

Ширина раскрытия трещин от действия постоянной и длительной нагрузок

Непродолжительная ширина раскрытия трещин

a_crc = a_crc1 - a'_crc + a_crc2 = 0,08 + 0,07 + 0,10 = 0,25 мм < 0,4 мм

Продолжительная ширина раскрытия трещин:

a_crc2 = 0,10 < 0,3 мм

Условия выполняются.

Расчет прогиба плиты



M = 153 кН/м

Суммарная продольная сила равна усилию предварительного обжатия с учетом всех потерь при г =1

N_tot = P₂ = 194,2 кН

Эксцентриситет:

e_{s tot} = M/P₂ = (153 _* 100)/194,2 = 78,8 см

При длительном действии нагрузки коэффициент ц_l = 0,8

Коэффициент характеризующий неравномерность деформации растянутой арматуры на участке между трещинами

Кривизна оси при изгибе

Условие выполняется.

2. Расчет и конструирование ригеля

2.1 Определение геометрических характеристик поперечного сечения ригеля

Схема ригеля

y_ц.т=

?S_x=2S₁+S₂ + 2S₃=2A₁*y₁+A₂*y₂ +2A₃*y₃ =2*17,5*10*5+30*80*0+2*17,5*30*22,5/2=17500 см³

А_риг=2А₁+А₂+2А₃=2*17,5*10+30*80+2*17,5*30/2=3275 см²

у_ц.т. ==5,344 см

Y_ц.т.=?[Y_i+A_i(y_ц.т.-y_i)²]=== 299951,16см⁴

Проверка: S_{x ц.т.}=2*17,5*10*0,34+30*80*5,34-2*17,5*30*24,7/2=0,50

2.2 Определение усилий в ригеле поперечной рамы от постоянной нагрузки с учетом веса ригеля

m_риг=г_nг_fA_ригс_б=0,95*1,1*0,3275*25=8,556 кН/м

g_пл=q_постг_nb=4,72*0,95*6=26,904 кН/м

g=m_риг+g_пл=8,556+26,904=35,46кН/м

от временной нагрузки

V=г_nv*b=0,95*24,0*6=136,8кН/м

2.3 Подбор сечения ригеля и колонны

Высота ригеля (до центра арматуры)

h₀=1,8*

M₀== кНм

М=0,7М₀=0,7*193,86=135,70 кНм

h₀=1,8=30,94 см Rb=1.7 кН/см²-расчетное сопротивление бетона

Площадь сечения колонны

N=n*(g+v)*a*b+G*a*b=1*28,72*6*6+(4,72+1,2)*6*6=1247,04 кН

А_кол===1100,3 см²

а= см

Y_кол=см⁴

2.4 Соотношение между изгибной жесткостью ригеля и колонны

Ригель рассматривают совместно с примыкающими колоннами, где высота колонны равна высоте этажа, т.е. узел сопряжения ригеля с колонной принимают жестким.

Моменты ригеля при различных загружениях.

,

Опорные моменты вычисляем по табл. 2 прил. 11 /1/

Схема загружения	Опорные моменты,
Расчетные схемы для опорных моментов	1+2	1+4	1+4	1+3
Расчетные схемы для пролетных моментов	1+2	1+2	1+3	1+3

Пролетные моменты ригеля

1) Крайний пролет

1 кНм

2 кНм

3 кНм

4 кНм

2) Средний пролет

1 кНм

2 кНм

3 кНм

4 кНм

Эпюры моментов, кНм



Эпюры моментов от различных комбинаций временных нагрузок и постоянных, кНм

Суммарные опорные моменты и пролетные моменты получаем путем суммирования схем: 1+2, 1+3, 1+4.



Эпюры 1+2, 1+3, 1+4, кН/м



Перераспределение моментов по схеме загружения 1+4 под влиянием образования пластических шарниров в ригеле



Огибающая эпюра моментов после перераспределения усилий, кН/м

Опорные моменты ригеля по граням колонны из эпюры (1+4+ПД)

1) Опорный момент по грани средней колонны:

2) Опорный момент по грани крайней колонны:

Q на ригеле по граням колонны из эпюры (1+4)

1) Опорный момент по грани средней колонны:

2) Опорный момент по грани крайней колонны:



Эпюра на основе моментов по граням колонн, кНм

Поперечные силы ригеля

Поперечные силы принимают по большему из двух расчетов: упругого расчета и расчета с учетом перераспределения моментов

1) На крайней опоре

(1+4 ПД)

(1+4)

2) На средней опоре

(1+4 ПД)

(1+4)

2.5 Расчет ригеля по сечениям нормальным к продольной оси

Характеристики бетона и арматуры

Бетон тяжелый класса В20; расчетное сопротивление при сжатии R_b=11,5МПа; при растяжении R_bt=0,9МПа; коэффициент условия работы бетона г_b2=0,9; модуль упругости E_b=27000МПа (по прил. 1 и 2 /1/).

Арматура продольная рабочая класса А-III, расчетное сопротивление R_s=365 МПа, модуль упругости E_s=200 000 МПа.

Определение высоты сечения ригеля

Из условия экономичности , по табл. 3.1./1/

Уточняем высоту сечения ригеля по опорному моменту:

По пролетному моменту:

Сечение ригеля, принятое по заданию, не изменяем, т.к. оно больше требуемого .

Подбор продольной арматуры в пролете и на опоре

1. В пролетах: h₀=80-6=74 см

· Сечение в первом пролете:

; ;

Принимаем 425 A-III с A_s = 19,63см².

· Сечение в среднем пролете:

; ;

Принимаем 422 A-III с A_s = 15,20см².

2. На опорах: h₀=80-4=76 см

· Сечение на средней опоре:

;;

Принимаем 232 A-III с A_s = 16,08см².

· Сечение на крайней опоре в первом пролете:

; ;

Принимаем 225 A-III с A_s = 9,82см².

2.6 Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси

На средней опоре поперечная сила . Диаметр поперечных стержней устанавливаем из условия сварки их с продольной арматурой диаметром d=36 мм и принимаем равным d_sw=8 мм (прил. 9 /1/) с площадью A_s = 0,503см². При классе А-III R_sw=285МПа (прил. 5 /1/); т.к. , R_sw=255МПа. Число каркасов - 2, при этом A_sw = 2·0,503=1,01см².

Шаг поперечных стержней на всех приопорных участках длиной l/4 по конструктивным условиям s = h/3 = 25 см принимаем s=20 см, в средней части пролета шаг s =3h/4=3•80/4=60 см принимаем s=50 см.

- условие удовлетворяется.

- удовлетворяется.

Расчет прочности по наклонному сечению

Т.к , значение с вычисляем по формуле:

,

Поперечная сила в вершине наклонного сечения:

Длина проекции расчетного наклонного сечения

Вычисляем

Условие прочности

255,2+190,59=445,79кН> - обеспечивается.

Проверка прочности по сжатой полосе между наклонными трещинами

;

Условие:

удовлетворяется.

2.7 Конструирование арматуры ригеля

Стык ригеля с колонной выполняют на ванной сварке выпусков верхних надопорных стержней и сварке закланных деталей ригеля и опорной консоли колонны. Ригель армируют двумя сварными каркасами, часть продольных стержней каркасов обрывают в соответствии с изменением огибающей эпюры моментов и по эпюре материалов. Обрываемые стержни заводят за место теоретического обрыва на длину заделки W.

· на средней опоре арматура 232 A-III с A_s = 16,08см²,

;

; ;

В месте теоретического обрыва пролетных стержней остается арматура 212 A-III с A_s = 2,26см²; , ; ; .

Поперечная сила в этом сечении , шаг поперечных стержней 8 А-III s =20 см;

Длина анкеровки .

· арматура в пролете 425 A-III с A_s = 19,63см²;; ; ;

В месте теоретического обрыва пролетных стержней остается арматура 228 A-III с

A_s = 12,32см²;;

;;

Поперечная сила в этом сечении и , шаг поперечных стержней 8 А-III ;

Длина анкеровки

· на крайней опоре арматура 225 A-III с A_s = 9,82см²;

;

В месте теоретического обрыва пролетных стержней остается арматура арматура 212 A-III с A_s = 2,26см²; , ; ; .

Поперечная сила в этом сечении , шаг поперечных стержней 8 А-III s =20 см;

Длина анкеровки .



Эпюра материалов

3. Расчет средней колонны

3.1 Определение усилий в средней колонне

Определение продольных сил от расчетных нагрузок

Грузовая площадь средней колонны при сетке колонн 6,0х6,0 =36,0м²

Постоянная нагрузка от перекрытия одного этажа с учетом коэффициента надежности по назначению здания :.

Нагрузка от ригеля:

нагрузка от колонны сечением 0,4х0,4 м; l=4,8 м; с=2500 кг/м³; г_f=1,1; г_n=0,95; 0,4•0,4•4,8•25•1,1•0,95=20,06кН.

Итого: G = 161,42+51,34+20,06=232,82кН.

Временная нагрузка на перекрытие одного этажа с учетом г_n=0,95

Q=24*36*0,95=820,8 кН в том числе длительная Q=22,2•36•0,95=759,24 кН, кратковременная Q=1,8•36•0,95=61,56 кН.

Постоянная нагрузка от покрытия при весе кровли и плит 5 кН/м² составляет. 171,0 кН; от ригеля - 51,34 кН; от колонны - 20,06кН.

Итого: G = 242,4кН.

Временная нагрузка от снега при коэффициенте по назначению здания г_n=0,95; Q=1,8•36,0•0,95=61,56кН, в том числе длительная Q=30,78 кН, кратковременная Q=30,78кН.

Продольная сила колонны первого этажа рамы:

от длительной нагрузки N=242,4+30,78+232,82•2+2*759,24=2257,3 кН;

от полной нагрузки: N=2257,3+30,78+61,56=2349,64 кН.

Определение изгибающих моментов колонны от расчетных нагрузок



При загружении 2 получаем M_max и N_max определяем максимальный момент колонны

Изгибающий момент колонны первого этажа:

от длительных нагрузок , (коэф. )

от полных нагрузок ,

3.2 Расчет прочности средней колонны

Характеристики прочности бетона и арматуры

Бетон тяжелый класса В20: расчетные сопротивления при сжатии R_b=11,5МПа; при растяжении R_bt=0,9МПа; коэффициент условия работы бетона г_b2=0,9; модуль упругости E_b=27000МПа (по прил. 1 и 2 /1/).

Арматура продольная рабочая класса А-III, расчетное сопротивление R_s=365 МПа, модуль упругости E_s=200 000МПа.

Подбор сечений симметричной арматуры

max , в том числе от длительных нагрузок и соответствующее загружению значение , в том числе от длительных нагрузок .

Рабочая высота сечения h = h₀ - a = 40 - 4 = 36 см, ширина b=40 см.

Эксцентриситет силы .

Случайный эксцентриситет: или , но не менее 1 см.

Т.к эксцентриситет силы е_о=5,6 см больше случайного эксцентриситета е_о=1,33 см, принимаем его для расчета статически неопределимой системы.

Значение моментов в сечении относительно оси, проходящей через центр тяжести наименее сжатой (растянутой) арматуры:

при длительной нагрузке

при полной нагрузке

, где - радиус ядра сечения.

Выражение для критической продольной силы при прямоугольном сечении с симметричным армированием (без предварительного напряжения) с учетом, что принимает вид

Расчетную длину колонн многоэтажных зданий при жестком соединении ригелей с колоннами в сборных перекрытиях принимают равной высоте этажа l_o=l=4,8 м.

Для тяжелого бетона

Значение , принимаем =0,265

Отношение модулей упругости

Задаемся коэффициентом армирования



Граничная относительная высота сжатой зоны

,

где

принимаем арматуру 225 с A_s=9,82 см²

перерасчет не нужен

Консоль колонны для опирания ригеля

Опорное давление ригеля Q = 455,28кН.

Длина опорной площадки l=20 см при ширине ригеля

Вылет консоли с учетом зазора 5 см принимаем ; расстояние от грани колонны до

силы Q: .

Высота сечения консоли у грани колонны , при угле наклона сжатой грани = 45° высота консоли у свободного края

Рабочая высота сечения консоли h₀=h - а = 60- 3 = 57cм.

Т.к l=25cм<0,9•h₀ =0,9•57=51 см - консоль короткая.

Консоль армируем горизонтальными хомутами Ш6 A-І () с , шагом () и отгибами 2Ш16 A-III с .

Проверка прочность сечения консоли: .

; ;

- прочность обеспечена.

Изгибающий момент консоли у грани ригеля:.

Площадь сечения продольной арматуры при

.

Принимаем 2Ш18 A-III с .

Конструирование арматуры колонны

Колонна армируется пространственными каркасами, образованными из плоских сварных каркасов. Диаметр поперечных стержней при диаметре продольной арматуры 25 мм в подвале и первом этаже здания равен 10 мм; принимаем Ш10 A-III с шагом s = 350 мм по размеру стороны сечения колонны b=400 мм, что менее 20d= 20•36 = 720 мм.

4. Расчёт многопролетной второстепенной балки

4.1 Расчетный пролет и нагрузки

Расчетный пролет равен расстоянию в свету между главными балками .

Расчетные нагрузки на 1 м длины второстепенной балки:

постоянная:

собственного веса плиты и пола .

то же балки сечением 0,2Ч0,5 (p=2500 кг/м³), 2,75кН/м

итого: g=7,71кН/м

с учетом коэффициента надежности по назначению здания = 0,95 g=7,71•0,95=7,32кН/м

временная с учетом = 0,95 V=24•2•0,95=45,6кН/м

полная нагрузка g+V=53,31кН/м

4.2 Расчетные усилия

Изгибающие моменты определяют как для многопролетной балки с учетом перераспределения усилий.

В первом пролете

.

На первой промежуточной опоре .

В средних пролетах и на средних опорах .

Отрицательные моменты в средних пролетах определяют по огибающей эпюре моментов; они зависят от отношения временной нагрузки к постоянной v/g. В расчетном сечении в месте обрыва надопорной арматуры отрицательный момент при v/g3 можно принять равным 40% момента на первой промежуточной опоре: v/g=45,6/6,2=5,76>3 условие не соблюдается.

Поперечные силы на:

крайней опоре ;

первой промежуточной опоре слева

;

первой промежуточной опоре справа

.

4.3 Характеристики прочности бетона и арматуры

Бетон тяжелый класса В15; расчетные сопротивления при сжатии .

Арматура продольная рабочая класса A-III с R_s=365МПа.

4.4 Определение высоты сечения балки

Высоту сечения подбираем по опорному моменту при , поскольку на опоре момент определяют с учетом образования пластического шарнира. По табл. 3.1 при находят . На опоре момент отрицательный - полка ребра в растянутой зоне. Сечение работает как прямоугольное с шириной ребра b=20 см.

,

, принимаем h=60 см, b = 20 см, тогда

В пролетах сечение тавровое - полка в сжатой зоне. Расчетная ширина полки при равна: .

4.5 Расчет прочности по сечениям, нормальным к продольной оси

Сечение в первом пролете - М = 161,44кНм;

;

;

; .

Принимаем 2Ш22 А-III с A_s = 9,82см².

Сечение в среднем пролете - М=110,16кНм;

; .

Принимаем 2Ш20 А-III с A_s =6,28см².

Сечение на средних опорах работает на отрицательный момент М = 110,16 кНм сечение работает как прямоугольное:

;;

.

Принимаем 4Ш14 А-III с A_s =6,16см² - две гнутые сетки по 2Ш12 А-III в каждой

Сечение на первой промежуточной опоре - М =125,85кНм. Сечение работает как прямоугольное:

; .

Принимаем 5Ш14 А-III с A_s =7,96см^2.

4.6 Расчет прочности второстепенной балки по сечениям, наклонным к продольной оси

Q=186,92кН.

Диаметр поперечных стержней устанавливаем из условия сварки с продольными стержнями и принимаем класса А-III с R_sw=255МПа.

Число каркасов - два, .

Шаг поперечных стержней по конструктивным условиям s = h/2 = 60/2 = 30 см, но не более 15 см. Для всех приопорных участков промежуточных и крайней опор балки принят шаг s = 15 см. В средней части пролета , принимаем s = 45 см.

;

влияние свесов сжатой полки

;

;

Условие - удовлетворяется.

Требование - удовлетворяется.

;

; принимаем с=177,5 см.

Тогда . Поперечная сила в вершине наклонного сечения

. Длина проекции расчетного наклонного сечения .

Вычисляем .

Условие прочности - обеспечивается.

Проверка по сжатой наклонной полосе:

;

Условие

- удовлетворяется.

5. Расчёт многопролетной плиты монолитного перекрытия

5.1 Расчетный пролет и нагрузки

Расчетный пролет плиты равен расстоянию в свету между гранями ребер , в продольном направлении .

Отношение пролетов 5,75/1,34 = 4,3>2 - плиту рассчитывают как работающую по короткому направлению. Принимают толщину плиты 60 мм.

Подсчет нагрузок на 1 м² перекрытия

Вид нагрузки	Нормативное значение, кН/мІ	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётное значение, кН/мІ
Постоянная: от собственного веса плиты д=60 мм (с=2500 кг/мі) то же слоя цементного раствора д=20 мм (с=2200 кг/мі) то же керамических плиток д=13 мм (с=1800 кг/мі) Итого:	15 0,44 0,23 2,17	1,1 1,3 1,1 -	1,65 0,57 0,26 g = 2,48
Временная	20	1,2	V = 24
Полная:	22,17	-	g+V=26,48

Для расчета многопролетной плиты выделяем полосу шириной 1 м, при этом расчетная нагрузка на 1 м длины плиты 25,28кН/м. С учетом коэффициента надежности по назначению здания , нагрузка на 1 м - .

Изгибающие моменты определяем как для многопролётной плиты с учетом перераспределения моментов:

в средних пролетах и на средних опорах

;

в первом пролете и на первой промежуточной опоре

Средние пролеты плиты окаймлены по всему контуру монолитно связанными с ними балками и под влиянием возникающих распоров изгибающие моменты уменьшаются на 20%, если При 6/134= 1/37<1/30 - условие не соблюдается.

5.2 Характеристика прочности бетона и арматуры

Бетон тяжелый класса В15: расчетные сопротивления при сжатии ; расчетные сопротивление на растяжение; коэффициент условий работы бетона .

Арматура класса А-III, расчетное сопротивление .

5.3 Подбор сечений продольной арматуры

В средних пролетах и на средних опорах ;

;

.

Принимаем 10Ш7 А-III с A_s = 3,85см² и соответствующую сетку марки:

В первом пролете и на первой промежуточной опоре с :

;

.

Принимаем 2 сетки - основную и доборную 10Ш10 А-III с A_s = 7,85см² марки:

;.

Расчетные пролеты второстепенной балки



Размещено на Allbest.ru

...