Компоновка сборного перекрытия

Содержание

 

Компоновка сборного перекрытия

2. Расчет и конструирование сборной предварительно напряженной плиты перекрытия

2.1 Материалы

Сбор нагрузок

Определение усилий

Определение параметров расчетного сечения

Определение сечения рабочей арматуры

2.6 Определение геометрических характеристик приведенного сечения

2.7 Определение потерь предварительного напряжения

2.8 Проверка плиты в стадии монтажа

2.9 Расчет прочности наклонного сечения продольного ребра

2.10 Расчет полки плиты

2.11 Расчет поперечного ребра плиты

Расчет плиты по второй группе предельных состояний

Расчет по раскрытию трещин

2.12.2 Расчет по деформациям плиты с трещинами в растянутой зоне

3. Расчет и конструирование сборного разрезного ригеля

3.1 Материалы

Сбор нагрузок и определение усилий

Сбор нагрузок

Определение усилий

Расчет прочности нормальных сечений

Расчет прочности наклонных сечений

Определение места обрыва продольных стержней

Анкеровка обрываемых стержней

Расчет по деформациям

4. Расчет прочности колонны подвального этажа многоэтажного здания со случайным эксцентриситетом

4.1 Сбор нагрузок на 1 м² покрытия

Материалы

Определение усилия Q, действующего на консоль

Расчет консоли колонны

. Расчет прочности центрально нагруженного фундамента под колонну

Материалы

Расчет прочности тела фундамента

Расчет армирования фундамента

Список литературы

Плита ригель фундамент колонна

Компоновка сборного балочного перекрытия

 

Сборное железобетонное перекрытие здания состоит из панелей и ригелей, которые опираются на несущие наружные стены и колонны. Несущие стены здания с неполным каркасом являются диафрагмой жесткости и воспринимают горизонтальную ветровую нагрузку, элементы каркаса внутри здания воспринимают вертикальную нагрузку от всех выше перечисленных конструкций, полезной нагрузки с перекрытия и собственного веса, работают они как правило со случайным эксцентриситетом. Размеры сетки колонн 6*9 м, поэтому панели и ригели с разными пролетами. Опыт строительства, что наиболее предпочтительно для производственных зданий поперечное направление ригелей, как повышающее пространственную жесткость здания. В местах расположения колонн установлены плиты с вырезами (П 1, П 3), а для заполнения пристенных участков перекрытия принимаются монолитные участки (УМ 1). Наружные стены здания кирпичные с толщиной 640 мм.

Раскладка плит производится от оси. Плиты ребристые с промежуточных поперечными ребрами. Все плиты, опертые по контору и работают в двух направлениях, плиты выполняют ребрами вниз. Материал, из которого изготавливают плиты - легкий бетон с плотностью 1800 кг/м³ класса В30. Минимальная толщина полки плиты 50 мм, высота ребра 200мм, высота сечения 400 мм, номинальная длина 5960 мм. Расчетный пролет, равный расстоянию между осями ее опор при опирании по верху ригелей составляет 5780 мм, ширина плиты составляет 1480 мм.

Длина опирания ригеля на колонну - 250 мм, сечение ригеля прямоугольное с размерами 800*400 мм. Стык ригеля с колонной - шарнирный, то есть ригель разрезной. Пролет ригеля между осями колонн - 9 м, расчетный пролет 8200 мм.

Принятая в расчете колонна имеет квадратное сечение с размером 400*400 мм, членение колонн поэтажное. Стыки колонн располагаются на высоте 400 мм от уровня верха плиты перекрытия. Ригели опираются на консоли колонн, расчетная длина колонн -4800 мм, для подвального этажа с учетом защемления колонны в фундаменте на 700 мм оставляет 6000 мм. Глубина заложения фундамента 5850 мм от уровня чистого пола, а размер сечения 3*3м.

2. Расчет и конструирование сборной предварительно напряженной плиты перекрытия

Материалы

Арматура

Предварительно - напряженная арматура А-VI, способ натяжения арматуры - электротермический на упоры.

R_s=815 МПа                                   таблица 22 [1],

R_s,ser=980 МПа                                таблица 19 [1],

E_s=19*10^-4 МПа                                                     таблица 29 [1].

ненапрягаемая А III и Вр I

А III R_s=365 МПа,                Вр I   R_s=360 МПа,

               R_s,ser=390 МПа,                            R_s,ser=490 МПа,

               E_s=20*10⁴ МПа,                                               E_s=17*10⁴ МПа,

Для монтажных петель арматура класса А I.

R_s=365 МПа,_s,ser=235 МПа,_s=21*10⁴ МПа,

Бетон

Класса В30, D 1800 кг/м³, R_B=17 МПа, R_Bt=1,2 МПа, R_B,ser= 22 МПа,_Bt,ser=1,8 МПа, Е_В= 19,5*10³ МПа, R_Bр=15 МПа

 

Сбор нагрузок

Таблица 2.1

Вид нагрузки

Нормативная, кН/м2

Коэф-т надежности по нагрузке γf

Расчетная, кН/м2

1 Постоянная (g) конструкция пола: - линолеум =3 мм, ρ= 12 кН/м²

- цементно-песчанная стяжка

δ=50 мм, ρ=22 кН/м²

^- плита =100 мм, ρ= 18 кН/м²

,036

,1

 

,8

,1

,3

 

,1

,039

,43

 

1,98
Итого	2,936		3,45
2. временная (V2) в том числе: длительная Vl1 кратковременная Vsh1	11 7,7 3,3	1,2 1,2 1,2	13,2 9,24 3,96
Итого: Полная q1=g1+V1 Полная длительнодействуюшая ql1=g1+Vl1 кратковременная qsh1=g1+Vsh1	13,936 10,636 6,236		16,65 12,69 7,42

Определение усилий

 

Расчетная схема плиты - свободно опертая однопролетная балка таврового сечения с полкой в сжатой зоне, загруженная равномерно распределенной нагрузкой q.

l₀ - расчетный пролет плиты, это расстояние между опорами, м;

l₀= 5960 -380/2=5780 мм

 

 

M_max=q*l₀²/8_max=q*l₀/2

 

1 От полной расчетной нагрузки:

;

 

От нормативной полной нагрузки:

 

;

 

От нормативной длительно действующей нагрузки:

 

;

 

От нормативной кратковременной нагрузки:

 

;

 

Поперечное усилие:

 

.

Расчет полки плиты

l ₁ =1350 мм, l ₂ =1230 мм

l ₂ / l ₁ >2 - полка рассчитывается как плита, защемленная по контуру.

q = (q+v)*(l ₂ *l _{1 )} =28,85 кН/м,

,

,

 

 

h₀ =

 

 

 

A=0.022/1.23

Принимаем Æ3мм Вр I, c А _SP =0.071 см², с шагом S=150 мм.

Сетка С-2 необходима для восприятия опорного момента. Рабочая и конструктивная арматура принимается такая же как и С-1, отличие только в ширине.

С - 1 6360*1250мм,

С - 2 6360*490 мм.

 

Расчет по раскрытию трещин

 

; ;

 

Ширина раскрытия трещин определяется по формуле:

 

;

 

где,  - для изгибаемых элементов,

 - коэффициент, зависящий от длительности действия нагрузки (кратковременная и непродолжительного действия постоянные и длительные нагрузки),

 - диметр арматуры, мм;

 - коэффициент, зависящий от вида и профиля арматуры,

 - коэффициент армирования, принимаемый ;

 - Приращение напряжений в арматуре,

.  начальная ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок, , ,

 

;

, , ;

;

 

.  приращение ширины раскрытия трещин от действия кратковременных нагрузок, , , ;

 

;

 

.  ширина раскрытия трещин от продольного действия постоянных и длительных нагрузок, , , ;

 

;

;

 

Проверим условие:

 

, , , ;

 

Условие выполняется.

 

Материалы

 

Класса В20, D 2500 кг/м³, R_b=11,5 МПа, R_bt=0,9 МПа, R_b,ser= 15 МПа,

R_bt,ser=1,4 МПа, Е_b= 17*10³ МПа.

Арматурапродольная А III R_sc=R_s=360 МПа,

E_s=20*10⁴ МПа,

Хомуты 4ÆВр I R_sw=265 МПа,

E_s=20*10⁴ МПа.

Эксцентриситет

 

.

 

Предварительно принимаем:

 

, , ,  (для h>200),

 

Определяем площадь поперечного сечения колонны:

 

,

 

Размер поперечного сечения колонны:

 

, принимаем .

 

Фактическая площадь поперечного сечения колонны равна:

 

 

Проверяем условие:

 

 

≤20;

Вычисляем значение коэффициента , учитывающего длительность загружения, гибкость, характер армирования:

 

, , ;

 

, принимаем ;

Определяем сечение рабочей сжатой арматуры:

 

,

 

По сортаменту принимаем 8Æ20 А III, с ;

Определяем фактический коэффициент армирования сечения колонны:

 

, ; удовлетворяет условию.

Конструирование колонны

 

, , ;

 

Продольные стержни сжатой арматуры должны быть заведены за нормальное к продольной оси элемента сечения на длину не менее ;

 

, ;

 

принимаются по таблице 37 [3]; .

Расчет консоли колонны

 

Расчет выполняется [1], п. 3.34, по величине опорного давления ригеля Q. Определяем длину площадки передачи нагрузки от ригеля на консоль:

 

;

 

Наименьший вылет консоли (200-300 мм), с учетом зазора между торцом ригеля и гранью колонны с= 30 - 60мм, принимаем вылет консоли равный . Расстояние от грани колонны до точки приложения силы Q

 

 

;

 

Вычисляем величину изгибающего момента в опорном сечении консоли:

 

;

 

Площадь сечения верхней продольной растянутой арматуры консоли подбирается по изгибающему моменту у грани колонны, увеличенному на 25%.

 

, , ;

;

 

, , ;

 

;

 

По сортаменту принимаем 2Æ18 АIII с ;

Поперечная арматура консоли выбирается конструктивно при h > 2 a (600>528) в виде отогнутых стержней и горизонтальных хомутов по всей высоте консоли. Шаг хомутов:

 

:

 

Диаметр хомутов принимаем конструктивно с учетом требований по свариваемости. 8Æ5 Вр I с ;

Площадь сечения отгибов:

 

;

 

по сортаменту принимаем 2Æ14 A-III с  и проверим прочность бетона консоли у грани колонны по наклонной сжатой полосе между грузом и опорой.

 

 

коэффициент, учитывающий влияние поперечной арматуры, где

 

, , .

 

 - площадь сечения хомутов в одной плоскости;

 - шаг хомутов.

Определяем  расчетную ширину наклонной сжатой полосы:

 

,

 

где  - угол наклона расчетной сжатой полосы . Проверяем условие:

 

,

 

,

, условие выполняется.

 

Материалы

 

Класса В20, D 1800кг/м³, R_B=11,5 МПа, R_Bt=0,9 МПа, R_B,ser= 15 МПа,

R_Bt,ser=1,4 МПа, Е_В= 17*10³ МПа.

Рабочая арматура для каркасов Æ10 А III и монтажные петли Æ12А I

А III R_s=365 МПа, Вр I R_s=360 МПа,

           R_s,ser=390 МПа, R_s,ser=490 МПа,

           E_s=20*10⁴ МПа, E_s=17*10⁴ МПа,

Петли Æ14 А I c R_sw=225 МПа.

 

Сбор нагрузок

Нагрузка расчитывется на 1 п.м. ригеля по ранее подсчитанным нагрузкам на 1м² перекрытия умножением на ширину грузовой площади в_sup с учетом собственной массы.

Определение нагрузок на 1 п.м. ригеля:

Полн. расч. 16,65*6*0,95=94,9 кН/м;

Полн. норм. 13,94*6*0,95=79,5 кН/м;

Полн. норм. длит. 10,64*6*0,95=60,65 кН/м;

Полн. норм. крат. 6,24*6*0,95=35,6 кН/м.

Определение усилий

1 От полной расчетной нагрузки:

 

;

 

От нормативной полной нагрузки:

 

;

 

От полной нормативной длительно действующей нагрузки:

 

;

 

4 От полной нормативной кратковременной нагрузки:

 

;

 

Поперечное усилие:

 

.

Расчет по деформациям

 

Деформации свободно опертой балки постоянного сечения определяются при влажности окружающего воздуха выше 40%. Проверяется необходимость по деформациям. При , прогиб заведомо меньше предельно допустимых, если выполняется условие: , условие выполнено.

Материалы

Бетон

Бетон класса В20, D 2500кг/м³, R_B=11,5 МПа, R_Bt=0,9 МПа, R_B,ser= 11,5 МПа,

R_Bt,ser=1.15 МПа, Е_В= 15,5*10³ МПа.

Арматура

Рабочая арматура для сетки

А III R_s=365 МПа,     

           R_s,ser=390 МПа,  

           E_s=20*10⁴ МПа,

Условное расчетное сопротивление R₀ = 300 кПа, глубина заложения фундамента H₁ = 1,2 м.

Расчетная нагрузка на фундамент от колонны первого этажа, ;

Определяем площадь подошвы фундамента:

 

;

 

Размер стороны квадрата в плане фундамента:

 

, принимаем 2,7*2,7м, А=7,29 м²;

 

Определяем отпор грунта без учета массы фундамента и грунта на его ступенях:

;

 

Рабочая высота фундамента с квадратной подошвой:

 

;

 

Полная высота фундамента , а=70мм при отсутствии подготовки под фундамент. Проверка высоты фундамента по конструктивным требованиям обеспечения жесткого защемления колонны в фундаменте и достаточной анкеровки продольной арматуры. Для этого проверяется глубина стакана фундамента .

 

;

;

 

принимаем h_f=50+20=70cм, конструктивно принимаем h_f=90см, т.к. h_f = 900, то фундамент трехступенчатый.

 

5.2 Выполняется проверка на продавливание [1], п. 3.42.

 

Продавливающая сила определяется на уровне верха фундамента за вычетом отпора грунта, распределенного по площади нижнего основания пирамиды продавливания:

 

;

Проверяем условие: , где

U_m - среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания.

 

;

 

, , условие против продавливания выполняется.

Минимальная рабочая высота нижней ступени принимается:

 

; ,

 

принимаем конструктивно h₁=30 см, проверим соответствие рабочей высоты нижней ступени фундамента.

 

,

;

 

Минимальное поперечное усилие воспринимаемое бетоном:

 

,

 

так как , то условие прочности соблюдается.

Размеры второй и третей ступени фундамента принимаются так, чтобы внутренние грани ступеней не пересекали прямую, проведенную под углом 45^° к грани колонны на отметке верха фундамента, , ;

 

Список литературы

 

1. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. -М.: Стройиздат, 1985.-79 с.

. ПОСОБИЕпо проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры

(к СНиП 2.03.01-84) -М.: Стройиздат, 1972.-27с.

. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. -М.: Стройиздат, 1986.-57 с.

. ПОСОБИЕпо проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов(к СНиП 2.03.01-84)ЧАСТЬ 1. -М.: Стройиздат, 1985.-728 с.

5. Попов Н.Н., Забегаев А.В. Проектирование расчет железобетонных конструкций М.: Высшая школа. 1985. -315с.

. Железобетонные конструкции/ Под редакцией Полякова Л.П., Лысенко Е.Ф. и Кузнецова Л.В.-Киев.: Вища школа, 1984. 352 с.

. Проектирование железобетонных конструкций.: Справочное пособие/ Под редакцией А.Б. Голышева. Киев.: Будивельник. 1985.-496с.

Содержание

 

Компоновка сборного перекрытия

2. Расчет и конструирование сборной предварительно напряженной плиты перекрытия

2.1 Материалы

Сбор нагрузок

Определение усилий

Определение параметров расчетного сечения

Определение сечения рабочей арматуры

2.6 Определение геометрических характеристик приведенного сечения

2.7 Определение потерь предварительного напряжения

2.8 Проверка плиты в стадии монтажа

2.9 Расчет прочности наклонного сечения продольного ребра

2.10 Расчет полки плиты

2.11 Расчет поперечного ребра плиты

Расчет плиты по второй группе предельных состояний

Расчет по раскрытию трещин

2.12.2 Расчет по деформациям плиты с трещинами в растянутой зоне

3. Расчет и конструирование сборного разрезного ригеля

3.1 Материалы

Сбор нагрузок и определение усилий

Сбор нагрузок

Определение усилий

Расчет прочности нормальных сечений

Расчет прочности наклонных сечений

Определение места обрыва продольных стержней

Анкеровка обрываемых стержней

Расчет по деформациям

4. Расчет прочности колонны подвального этажа многоэтажного здания со случайным эксцентриситетом

4.1 Сбор нагрузок на 1 м² покрытия

Материалы

Определение усилия Q, действующего на консоль

Расчет консоли колонны

. Расчет прочности центрально нагруженного фундамента под колонну

Материалы

Расчет прочности тела фундамента

Расчет армирования фундамента

Список литературы