Расчет предварительно напряженной плиты перекрытия

Размещено на http://www.allbest.ru/

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ЛИПЕЦКОЙ ОБЛАСТИ

ГОБПОУ «ЛИПЕЦКИЙ КОЛЛЕДЖ СТРОИТЕЛЬСТВА, АРХИТЕКТУРЫ И ОТРАСЛЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПМ.01. Участие в проектировании зданий и сооружений

МДК.01.01 Проектирование зданий и сооружений

Тема 2.1 Основы проектирования строительных конструкций

«Расчет предварительно напряженной плиты перекрытия»

Выполнил: студент группы С-12-1пу

Двуреченских Н.А.

Проверил: преподаватель

Брежнева М.В.

Липецк, 2015



Задание: «Перекрытия»

1. Линолеум t=0.7см ; с=800кг/м³

2. Стяжка из гипсового раствора t=2.5см ; с=1100кг/м³

3. Железобетонная плита 300кг/м², ширина плиты b=1.5м

4. Перегородки 60кг/м²

Сечение железобетонной колонны принять 0,4х0,4

Сечение железобетонного ригеля принять 0,3х0,4

Коэффициент надежности по ответственности г_n=0.95

№ п/п	Наименование нагрузок	подсчет	Нормативные Н/м2		Расчетные Н/м2
			длительные	кратковременные		длительные	кратковременные
Постоянная «Перекрытия»
1	Линолеум с=800кг/м3	0,07*800	56		1,2	67,2
	Стяжка из гипсового раствора t=2.5см с=1100кг/м3	0,025*1100	275		1,3	357,5
	Железобетонная плита 300кг/м2		3000		1,1	3300
	Перегородки 60кг/м2		600		1,1	660
	Итого	gser	=3931		g	=4384,7
Временная «Перекрытия»
2	Полезная нагрузка на перекрытие по таб. 3.п.3(1) в том числе длительная п. 1.7(1) Ve, ser=700н/м2		2000		1,2	2400
	итого	Vser	=2000		V	=2400
3	Всего	Длительная кратковременная

Нагрузка на 1п.м. плиты.

Номинальная ширина: плиты b=1.5м

Расчетная нагрузка на плиту с учетом г_n=1

Нормативная полная нагрузка.

Нормативная длительная нагрузка.

Нормативная кратковременная нагрузка

Оперение плиты на две стороны.

а - длинна площадки оперения на ригель 90мм

b - ширина ригеля 400мм

С? 120мм - глубина опирания плиты на кирпичную стену

Номинальный размер плиты в плане- это размеры в осях

Пролет в свету

Конструктивная длинна плиты

Конструктивная ширина плиты на 20мм меньше номинальной ширины

Конструктивные размеры в плиты в плане

Расчетный пролет плиты - это расстояние между центрами опор

Статический расчёт

Плиту перекрытия рассчитывают как свободно лежащую балку на двух опорах с расчетным пролетом загруженную равномерно распределенной нагрузкой

Изгибаемый момент и поперечная сила от расчетной нагрузки

Изгибаемый момент от нормативной нагрузки

- полный

- длительный

- кратковременные

Характеристика плиты

Плита перекрытия выполнена из тяжелого бетона с предварительно напряженной рабочей арматуры.

· В качестве рабочей напрягаемой арматуры принята класса А800

· Натяжение рабочей напрягаемой арматуры электрометрическим способом на упоры

· Согласно п.2.1.1.5.(2) принимаем тяжелый бетон класса В25

· Изделия эксплуатируются с нормальной влажностью ( влажность около 60%, температура +18⁰±2⁰)

· Для сеток и каркасов принимаем арматуру класса В_р1 (В500)

Характеристика прочности бетона и арматуры

Бетон тяжелый класса В25

По табл. 1.(2) нормативная призменная прочность

Нормативное сопротивление осевому растяжению

По табл.2.(2) Расчетная призменная прочность

Расчетное сопротивление осевому растяжению

Расчетное сопротивление R_b и R_bt следует умножить на коэффициент условия работы г_b2=0.9 принимаемый по п.2.1.2.3(2) при продолжительном действии нагрузки.

Начальный модуль упругости бетона для тепловой обработки при атмосферном давлении по таб. 4(2) E_b=30мПа= 3кН/см²



Рабочая напрягаемая арматура класса

арматура бетон прочность растяжение

По таб. 7(2) нормативное сопротивление арматуры растяжению

По таб. 8(2) расчетное сопротивление арматуры растяжению

По п.2.2.3.1(2) величина предварительного напряжения принимается.

- для стержневой арматуры.

Для каркасов и сеток принимаем арматуру класса В500 (Вр1)

По табл. 5.8(3) расчетное сопротивление арматуры растяжению

Расчетное сопротивление поперечной арматуры R_sw

По п.2.2.2.6(2) модуль упругости

Расчет плиты по группе предельных состояний

Определение размеров сечения плиты

Примерная высота сечения плиты определяется так

Принимаем типовую высоту плиты h=220мм

И остальные размеры принимаем типовые, исходя из конструктивной ширины плиты

b_k =1480мм



Концентрируя отверстия к краям поперечного сечения плиты, получим двутавровое сечение, а расчетным является тавровое сечение т.к. свесы нижней полки, находясь в нижней расчетной зоне в работе не учитывается.

Согласно п.3.1.2.8(2) расчетная ширина сжатой полки b_f равна ширине плиты по верху,

b_f =145см

т.к. отношение

Расчетная толщина сжатой полки

Число пустот в плите n=1500/200=7

Где 1500мм- ширина (номинальная) плиты

Ширина ребра (b) расчетного сечения

Рабочая высота сечения

Где - расстояние от центра тяжести рабочей напрягаемой арматуры до нижней растянутой грани бетона.

Расчет прочности плиты по сечению нормальному к продольной оси элемента на действие

Положение нейтральной оси определяем согласно п.3.1.2.7

Предполагаем, что нейтральная ось пересекает полку, и сечение рассчитываем как прямоугольное шириной

Расчётный коэффициент

Граничные значения , . приложение 1.

По табл. Приложение 2 определяем коэффициент т(з)

Следовательно, коэффициент т(з)=0,9805

=0,031

Следовательно, сечение с одной арматурой.

Площадь сечения рабочей напрягаемой арматуры.



По сортаменту принимаем

Проверим % армирования сечения.

Проверяем положение нейтральной оси.

Следовательно, нейтральная ось пересекает полку

Расчет прочности по сечению наклонному к продольной оси элемента на действие Q=23(кН)

Ребра плиты армируем плоскими сварными каркасами с поперечной арматурой принятой конструктивно, класса В5003

Каркасы устанавливаем в ребрах через 2-3 пустоты на приопорных участках.



Длинна каркаса

Согласно п.3.1.5.1(2) расчет железобетонных элементов при действии поперечных сил производят.

· По полосе между наклонными сечениями

· По наклонному сечению

· По наклонному сечению на действие момента

Расчет прочности по полосе между наклонными сечениями.

По условию 64(2)

Где, коэффициент равный 0.3

Прочность по наклонной полосе обеспечена.

Расчет прочности элемента по наклонному сечению.

По условию 65(2)

поперечное усилие воспринимаемое бетоном.

По формуле 66(2)

кэффицент равный 1.5

С- проекция наклонного сечения

Поперечная арматура по расчету не требуется, но согласно п.8.3.1.1(3) ее устанавливаем конструктивно с шагом

Принимаем S=14см

Расчет монтажной петли

Вес плиты-

Где масса 1м² плиты принимается с коэффициентом

конструктивные размеры плиты в(м)

Вес плиты вводится в расчет с учетом коэффициента на сгиб петли при подъёме без траверсы и согласно п.1.2.5(2) коэффициента динамичности

Подъем осуществляется за 4 петли, но в расчет вводится 3 петли на случай перекоса.

Площадь сечения одной петли из арматуры класса А240 (А1) (



По сортаменту принимаем

Длинна петли

Конструирование плиты

Конструктивные размеры плиты 4810*1480мм

По низу плиты в ребрах устанавливаем рабочую напрягаемую арматуру в виде отдельных стержней Около опор поперек плиты устанавливаем типовые крытообразные сетки из арматуры для восприятия местных сжимающих напряжений в зоне заанкернивания преднапряженных стержней.

Марка сетки

Длинна сетки

Ширина сетки = 300мм

В средней части плиты поперек ее устанавливаем конструктивно типовую сетку из арматуры для распределения возможной сосредоточенной монтажной или эксплуатационной нагрузки в поперечном направлении.

Марка сетки

Длинна сетки

Ширина сетки = 420мм

По верху плиты в верхней полке конструктивно устанавливаем сетку из арматуры шаг продольных стержней 200мм, шаг поперечных стержней 250мм.

Марка сетки

Длинна сетки

Ширина сетки

Кроме того, на приопорных участках плиты длинной 1 от опор в ребрах устанавливаем по 4 каркасам

Расчет многопустотной плиты по 2групее. Предельных состояний.

Геометрические характеристики приведенного сечения.

Круглые отверстия пустот заполняют эквивалентными квадратами со стороной

Толщина полок эквивалентна сечению

Концентрируя квадратные эквивалентные отверстия к краям поперечного сечения, получим новое расчетное двутавровое сечение с шириной ребра.



Ширина пустот

Площадь приведенного сечения.

Отношение модулей упругости

Статический момент приведенного сечения относительно нижней растянутой грани.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней растянутой грани бетона.

Принимаем

Приведенный момент инерции относительно центра, тяжести приведенного сечения (в виду малости величин ее пренебрегаем )

Момент инерции по формуле 106 (2)

расстояние от центра тяжести приведенного сечения до верхней сжатой грани бетона.

коэффициент приведения арматуры к бетону.

Приведенный момент сопротивления для верхней и нижней грани.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки.

Определение потерь предварительного напряжения п.2.2.3(2)

Способ натяжения - электрометрический

Первые потери:

· От релаксации напряжений арматуры по формуле 18(2)

·

· От температурного перепада

· От деформации стальной формы

· От деформации анкеров натяженных устройств

Полное значение первых потерь:

Вторые потери:

· От усадки бетона по формуле 24(2)

·

деформация усадки бетона зависит от класса бетона

· От ползучести бетона по формуле. 25(2)

-коэффициент армирования

отношение модулей упругостей арматуры и бетона.

коэфициент ползучести бетона табл.5(2)

расстояние от центра тяжести приведенного сечения до центра тяжести напрягаемой арматуры

напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры по формуле 30(2)

- усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь по формуле 27(2)

расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней растянутой грани.

изгибающий момент от собственного веса элемента

1,5м - номинальная ширина плиты

Передаточная прочность бетона п.2.1.1.5(2) должна быть

При бетоне принимаем

и тогда по п.2.2.3.10(2) и потери от ползучести бетона.

Полное значение вторых потерь:

Полные потери:

То следовательно принимаем

Усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь.

Расчет по образованию трещин

Плиты перекрытия относятся к 3-ей категории трещинстойкости, поэтому расчет ведем на нормативные нагрузки.

Этот расчет заключается в проверки условия, что трещины в сечениях, нормальных к продольной оси элемента, не образуются, если момент внешних сил моменту внутренних сил перед образование трещин , т.е.

По формуле 80(2)

Т.к. , следовательно, трещин в растянутой зоне не образуется.

Расчет плиты при отсутствии трещин в нижней растянутой зоне.

По формуле 101(2) полная кривизна.

кривизна от непродолжительного действия кратковременных нагрузок (без учета усилия обжатия )

По формуле 103(2)

D- Жесткость приведенного сечения по формуле 104(2)

при непродолжительном действии нагрузки по формуле 110(2)

И тогда жесткость:

кривизна от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.

По формуле 103(2)

D- Жесткость приведенного сечения по формуле 104(2)

коэффицент ползучести по таблице 5(2)

Момент инерции приведенного сечения

Тогда

Полная кривизна.

Прогиб плиты по формуле 100(2)

Жесткость обеспечена.



Список литературы

1. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

2. СП 52-102-2004 «Предварительно напряженные железобетонные конструкции».

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

4. Сетков В.И., Сербин Е.П. Строительные конструкции. 2005

Размещено на Allbest.ru

...