Сборная железобетонная панель перекрытия

Введение

В расчётно-конструктивной части дипломного проекта рассчитывается и конструируется сборная железобетонная панель перекрытия предварительно напряжённая и стропильная нога. Расчёты выполнены в соответствии со СНиП 2.03.01−84 «Бетонные и железобетонные конструкции» и СНиП II-25−80* «Деревянные конструкции», с учётом коэффициента надёжности по назначению для I класса сооружений.

1. Расчет и конструирование монолитный ж/б перекритя Монолитное перекрытие имеет высоту 150 м. перекрытие опирается на несущие кирпичные стены.

Расчётные данные

(по СНиП 2.03.01−84 «Бетонные и железобетонные конструкции»).

Бетон:

Класс В40

призменная прочность нормативная МПа призменная прочность расчётная МПа нормативное сопротивление при растяжении МПа расчётное сопротивление при растяжении МПа начальный модуль упругости МПа коэффициент условий работы бетона .

Арматура:

Продольная напрягаемая:

класс А-IV

нормативное сопротивление МПа расчётное сопротивление МПа модуль упругости МПа.

Плита предварительно напряжённая с электротермическим напряжением на упоры форм. К трещиностойкости плиты предъявляются требования III категории. Изделие подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении.

Расчётная схема, геометрические размеры плиты.

Плита рассчитывается как шарнирно-опертая балка Рис. Расчётная схема плиты.

Расчётная длина плиты:

мм, где с1=140 мм и с2=120 мм — соответствующие площадки опирания.

а — конструктивная длина плиты.

Высота сечения плиты:

Принимаем стандартную, толщиной 220 мм, т. е. мм.

Ширина сечения плиты:

номинальная мм, конструктивная мм, ширина швов между плитами 10 мм.

Диаметр отверстий:

мм Принимается по ширине сечения 7 отверстий; расстояние между отверстиями 26 мм, ширина крайних рёбер 110 мм.

Геометрические размеры сечения Определение расчётных (эквивалентных) сечений При расчёте на прочность При расчёте на трещиностойкость

мм

Ширина свесов в каждую сторону:

следовательно в расчёт вводится вся ширина полки. Армирование полки при таких конструктивных требованиях выполняется без расчёта (конструктивно).

Сбор нагрузок и статический расчет.

Расчетная нагрузка на 1 м при ширине 1.5 м с учетом коэффициента надежности по назначению :

а) полная погонная нагрузка:

нормативная

расчётная

б) длительно-действующая погонная нагрузка:

нормативная

расчётная

Статический расчёт:

Изгибающий момент в середине пролёта и поперечное усилие на опоре От полной расчетной нагрузки:

От полной нормативной нагрузки:

От нормативной постоянной и длительной нагрузок:

Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.

Величина предварительного напряжения арматуры назначается из условий:

а)

б)

l — длина натягиваемого стержня

в) с учётом возможных производственных отклонений:

где Принимаем

Рабочая высота сечения где, а = 30 мм — защитный слой.

Для рационально выполненного армирования о оy, где оy — граничное значение относительной высоты сжатой зоны сечения.

Условие:

— выполняется. Момент, воспринимаемый полкой плиты, больше расчетного, следовательно, нейтральная ось проходит в полке таврового сечения, расчёт выполняется как для прямоугольного сечения.

Условие о оy (0,043 < 0,456) выполняется.

Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление натягиваемой арматуры выше условного предела текучести:

для арматуры класса А-IV

Принимаем

Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры Принимаем 6 10 А-IV c Aspf = 4.71 см2

Расчёт прочности наклонного сечения Разрушение элемента по наклонным сечениям — следствие совместного действия изгибающего момента M1 и поперечной силы Q1.

Условие, где цb4 = 0.6 — для тяжелого бетона. Наклонные трещины в изгибаемом элементе не образуются, поперечное армирование назначается конструктивно. каркасы из арматуры 10 А II — продольные стержни, 5 Вр I — поперечные.

Расчет плиты по образованию трещин Определение геометрических характеристик сечения.

а) — для напрягаемой арматуры А-IV

б) Площадь приведённого сечения:

в) Статический момент:

г) Расстояние от нижней грани до центра тяжести сечения:

д) Момент инерции приведенного сечения:

где zi — расстояние от центра тяжести итого участка до центра тяжести всего приведённого сечения.

е) Упругий момент сопротивления относительно крайнего растянутого волокна:

относительно сжатого волокна:

ж) Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны:

т. к. принимается отношение напряжения в бетоне от усилия обжатия и нормативных нагрузок к расчётному сопротивлению бетона для предельных состояний II группы равным 0.75.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наименее удаленной от растянутой зоны:

железобетонный плита перекрытие арматура з) Упругопластический момент сопротивления относительно нижнего растянутого волокна:

и) Упругопластический момент сопротивления относительно верхнего растянутого волокна:

Потери предварительного напряжения арматуры Коэффициент точности натяжения арматуры. Потери:

От релаксации напряжений в арматуре при электротермическом способе натяжения Потери от температурного перепада между натянутой арматурой и упорами у2=0, так как при агрегатно-поточной технологии форма с упорами нагревается вместе с изделием.

Потери от деформаций анкеров у3 при электротермическом способе натяжения у3 = 0, т.к. эти потери учтены при определении величины полного удлинения арматуры.

Потери от трения арматуры об огибающие приспособления у4=0, поскольку напрягаемая арматура не отгибается.

Потери от деформаций формы у5 = 0.

Потери от быстронатекающей ползучести у6 определяются в зависимости от соотношения уbp/Rbp.

Усилие обжатия Эксцентриситет усилия обжатия относительно центра тяжести сечения Напряжение в бетоне при обжатии:

Устанавливаем значение передаточной прочности бетона из условия:

Принимаем:

Тогда отношение Вычисляем сжимающее напряжение в бетоне на уровне центра тяжести площади напрягаемой арматуры от усилия обжатия:

Потери от быстронатекающей ползучести:

Первые потери:

С учетом первых потерь напряжение:

;

— потери от усадки бетона при натяжении на упоры Потери от ползучести бетона:

Суммарные потери, происходящие после окончания обжатия бетона — вторые потери:

Полные потери:

принимаем, [8], п 1.25

Усилие обжатия с учётом полных потерь:

.

Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси.

Выполняют для выяснения необходимости проверки по раскрытию трещин.

Определяем момент образования трещин:

Поскольку, трещин в растянутой зоне не образуется, следовательно, расчет по раскрытию трещин не нужен.

Проверяем, образуются ли начальные трещины в верхней зоне плиты при ее обжатии.

Условие удовлетворяется, начальных трещин не образуется.

Расчет плиты по перемещениям Предельный прогиб:

Полное значение прогиба:

Прогиб от непродолжительного воздействия кратковременной части временной погонной нагрузки:

Где

При постоянной и длительной части временной погонных нагрузок, действующих продолжительно, прогиб увеличивается (увеличивается кривизна оси, снижается жесткость), т.к. проявляется ползучесть бетона сжатой зоны, что учитывается коэффициентом — при средней относительной влажности воздуха выше 40%.

Выгиб плиты, вызванный непродолжительным действием усилия предварительного обжатия в процессе изготовления:

Где Внецентренное обжатие плиты усилием P2, постоянно воздействующим на нее, способствует появления ползучести на этапе ее обжатия до загружения эксплуатационной нагрузкой. Одновременно развивается усадка. Эти процессы обуславливают приращение выгиба:

Полный прогиб:

Конструирование плиты с учётом расчёта представлено в графической части проекта.

2. Расчет стропильной системы здания.

Расчет обрешётки (под кровлю из металлочерепицы)

Коэффициент снегозадержания равен (60−30)/30=1, при угле равном 30 градусов.

. Угол наклона кровли 30 градусов. Расстояние между Осями досок обрешётки 250 мм. L=1,2 м.

на 1 погонный метр:

Первое сочетание:

;

Второе сочетание:

; p=100 кгс (человек) Наибольший изгибающий момент:

а) для первого сочетания:

б) для второго сочетания:

Более невыгодный для расчета прочности второй случай нагружения.

Плоскость действия нагрузки не совпадает с главными плоскостями сечения бруска, поэтому брусок рассчитываем на косой изгиб.

Составляющие изгибающего момента:

Моменты сопротивления сечения:

Моменты инерции сечения:

Наибольшее напряжение:

где:

1,15 — коэффициент условий работ

1,2 -коэффициент надежности по материалу При расчете по второму случаю нагружения проверка прогиба бруска не требуется, поэтому прогиб определяем только при первом сочетании нагрузок:

Прогиб в плоскости перпендикулярной скату:

Прогиб в плоскости параллельной скату:

Полный прогиб:

Относительный прогиб:

Расчет стропильной ноги Рассчитываем стропилу номер 4 (см. спецификация). 2×50×175; L=5260.

Нагрузка на 1 погонный метр горизонтальной проекции стропильной ноги:

шаг стропил 1,05 м.

Максимально изгибающий момент равен:

Момент сопротивления сечения:

Наибольшее напряжение:

Момент инерции сечения:

Относительный прогиб:

Расчет диагональной стропильной ноги Рассчитываем диагональную стропилу номер 5 (см.спецификация). 2×50×175; L=6500.

Нагрузка на 1 погонный метр горизонтальной проекции стропильной ноги:

Максимально изгибающий момент равен:

Момент сопротивления сечения:

Наибольшее напряжение:

Момент инерции сечения:

Относительный прогиб:

Расчет стойки Рассчитываем стойку номер 61 (см. спецификация). 100×100; L=2630.

q=193,96

— коэффициент устойчивости, принимаем равный 0,5

— коэффициент гибкости, принимаем равный 80.

где:

Радиус инерции:

Расчетная длина l=2,63 м Гибкость:

Сечение стойки 100×100 выполнять из бруса или из двух досок (2×50)x100.

Список используемой литературы

1. ГОСТ 20 022.0−82-ГОСТ 20 022.5−75; ГОСТ 20 022.7−82-ГОСТ 20 022.13−75. «Защита древесины». Москва.

2. СНиП ЙЙ-25−80?. Деревянные конструкции. Нормы проектирования.

3. Гринь И. М. «Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. Проектирование и расчет». Киев. 1975 г.

4. Иванов Ф. В. Конструкции из дерева и пластмасс. Москва 1966 г.

5. Иванов В. А. Конструкции из дерева и пластмасс (примеры расчета и конструирования). Киев 1970 г.

6. Сперанский И. М. «Примеры расчета ЖБК» .

7. Справочник проектировщика. «Сборные ЖБК». Москва, 1959 год.

8. А. П. Мандриков. «Примеры расчета железобетонных конструкций». Москва, Стройиздат, 1989 год.

9. Л. П. Поляков. «Железобетонные конструкции». Киев, ВШ, 1984 год.

10. Проектирование железобетонных конструкций. Бояркин В.М.

11. В. Н. Байков, Э. Е. Сигалов «Железобетонные конструкции. Общий курс.»

12. СНиП 2.01.07−85 «Нагрузки и воздействия» .

13. СНиП 2.03.01−84 «Бетонные и железобетонные конструкции» .