ЖБ Плита ребристая

ЖБ.dwg

Чертеж3.dwgЖБК.dwg

жб ребристая плита перекрытия
утеплитель - мин.плита 150мм.
Цементно-песчаная стяжка
слойныйрулонныйковёр
спецификация арматурных изделий

Расчет плиты. ЖБК.docx

1.Расчет сборной преднапряженной плиты.
Заданием предусматривается расчет и конструирование ребристых плит
Цементно-песчаная стяжка
Железобетонная плита
покрытия 5=01м х=25кНм
Длительнодействующая
Высоту плиты принимаем 400мм. Номинальная ширина плиты 1490мм.
Расчетный пролет 5890мм.
Сбор нагрузок на плиту перекрытия
Для сборной плиты используем бетон класса В-25. Предварительно-
напряженную арматура класса A-V. Способ преднапряжения -
электротермический. Для плоских каркасов продольных ребер A-III. Полка
плиты армируется сеткой из арматуры Bp-I.
По таблицам 12-24 СНиП 2.03.01-84* определяем прочностные и
деформативные характеристики бетона и арматуры:
Rb =145МПа - сопротивление бетона осевому сжатию для I группы
предельных состояний
Rbt =105МПа - сопротивление бетона осевому растяжению для I группы
Rbser =185МПа - сопротивление бетона осевому сжатию для II группы
Rbtser =16 МПа - сопротивление бетона осевому растяжению для II
группы предельных состояний.
Rbp =11МПа - передаточная прочность бетона
Еb =3104 МПа - начальный модуль упругости бетона
γb2 =09- коэффициент условий работы
Rsn =785MПa - нормативное сопротивление арматуры
Rs =680МПа - сопротивление арматуры продольному растяжению для I
группы предельных состояний
Rsw =545MПa - сопротивление арматуры поперечному растяжению для I
Rsser =785MПа - сопротивление арматуры растяжению для II группы
Es =19-10 МПа - начальный модуль упругости стали арматуры
Rs =365МПа - сопротивление арматуры продольному растяжению для I
Rsc =680МПа - сопротивление арматуры сжатию
Es =20IO4 МПа - начальный модуль упругости стали арматуры
Es =17IO4 МПа - начальный модуль упругости стали арматуры
Расчет прочности продольных ребер по
нормальным сечениям.
Расчетная схема плиты - свободноопертая однопролетная балка таврового
сечения с полкой в сжатой зоне загруженная равномерно распределенной
Вычислим изгибающие моменты:
От полной расчетной нагрузки
От полной нормативной нагрузки
От нормативной кратковременной нагрузки
Максимальная расчетная поперечная сила
Определение параметров расчетного сечения
Расчетное сечение - тавр с полкой в сжатой зоне.
h0 = h-a =350-20=330 мм
Характеристика сжатой зоны:
=085-0008Rb - γb2=0746
Граничная высота сжатой зоны:
Здесь = γ γsp=l -Δγsp =0812
γ nр -число напрягаемых стержней
При электротермическом способе:
Rsser+ p=03785+90=3255 МПа
Rsser - p=785 - 90=695 МПа
Предельное отклонение предварительного напряжения
Вычисляем коэффициент точности натяжения:
Корректируем величину предварительного напряжения:
=680+400-3314=748бМПа
Определение площади сечения рабочей арматуры
Определяем расчетный изгибающий момент воспринимаемый
полностью сжатой полкой:
= Rb - γb2 -(h0-05hf )-hf =l 4409142060(330-30)=3336кНм
Следовательно нижняя граница сжатой зоны проходит в полке т.е.
сечение рассчитывается как прямоугольное шириной .
При интерполяцией находим =0845; =031
Вычисляем сечение рабочей арматуры:
По сортаменту определяем 216 =402 см²
Проверим условие Mpcr ≥ Mtot
= Аs Rs h0 =402 680 115 097 33 10³МПа
Определение геометрических характеристик приведенного сечения.
Определяем отношение модулей упругости
Вычисляем площадь приведенного сечения
Момент инерции относительно оси проходящей через центр тяжести до приведенного сечения
= =35 – 252 - 3=68cм
Момент сопротивления по нижней грани
Момент сопротивления по верхней грани
Упругопластичные моменты сопротивления
Здесь γ=175 – для таврового сечения с полкой в сжатой зоне
Определение потерь предварительного напряжения
Подсчет суммарных потерь выполняется с коэффициентом точности
натяжения = l по таблице 5 СНиП 2.03.01 84* при натяжении арматуры на
Здесь - первые потери
- потери от релаксации напряжений стержневой арматуры при
электротермическом способе натяжения
-потери от температурного перепада
так как при пропаривании форма нагревается вместе с изделием
- потери от деформации анкеров расположенных у натяжных
так как при электротермическом способе натяжения потери от
деформации анкеров в расчете не учитываются.
- потери от трения арматуры.
- потери от деформации стальной формы при изготовлении.
=0 так как при электротермическом способе натяжения потери от
деформации формы в расчете не учитываются.
- потери от быстронатекающей ползучести для бетона
Здесь е0=у0-а=252-2=232см
Принимаем Rbp = 125МПа
α =025+0025125=056 08
- потери от релаксации напряжений стержневой арматуры
- потери от усадки бетона
= 35МПа для тяжелого бетона класса В25
- потери от ползучести бетона
= 150α при 075 α =085
Величина предварительного напряжения с учетом полных потерь:
sp2 = sp 408-1026=3054МПа
P2= sp2 As=3054 402100=1228кН
Расчет прочности наклонного сечения
Проверяется работа бетона на действие поперечной силы:
Если это условие выполняется то поперечная арматура назначается
(1++) = 1+05+021 =171 >15 Принимаем (1++) = 15
Q=O6105173310015=53кН
Следовательно поперечная арматура принимаем конструктивно.
На приопорном участке длиной 14 устанавливается арматура 6 AIII с
шагом s= 150мм в средней части пролета с шагом s=250mm.
qsw= Rsw Asw s =285056610015=10754 Нсм
Qbmin = Rbt (1++) = 06105173310015=53кН
qsw> Qbmjn2h0=53103233=803 H
Условие выполняется.
Smax = Rbt Qmax=1510517332100604103=48cm>s=15см
Для расчета прочности вычисляем:
M= Rbt (1++) =21510517332100=5832104Нсм
Так как q=1307 056qsw=602Hсм вычисляем значение с по формуле
Тогда Q=Mc=5832104l10=53кН= Qbmin
Поперечная сила в вершине наклонного сечения:
Q= Qmax qc=604103-1307110=46кН
Длина проекции расчетного наклонного сечения:
Тогда Qsw=qswc=l 075466=71 кН
Условие прочности Qb + Qsw> Q
Прочность обеспечивается.
Расчет прочности полки.
Определяем пролеты в свету: l1=578м l2=129м
Следовательно полка рассчитывается как однопролетная балка жестко
защемленная в продольных ребрах.
Изгибающий момент в поперечном сечении плиты:
Полка армируется сеткой защитный слой а=15см
При A0=004 интерполяцией находим =098
По сортаменту принимаем рабочую арматуру Bp-I 4 As=O88см² с шагом
электротермическом способе:
asp>03Rsscr+p=03-785+90=3255МПа
asp Rsser-p=785-90=695Mna
Принимаем ачр=408МПа.
Предельное отклонение предварительного напряжения1+7? =0188;Вычисляем коэффициент точности натяжения:
ctsR=680+400-33 14=748бМПа
площади сечения рабочей арматуры
MPer=Rb-yb2-bth0-05hl-)-h1=l 44-09-1420-60(330-30)=333бкНм
сечение рассчитывается как прямоугольное шириной bf.
б-Ао Rb 'Yn 1420-332 -145-103-09
При Ao=0039 интерполяцией находим г =0977 ^=0046
ЗдесьYs6=Ti-Cn-I) 2J-'1 -rI
г=115 по п.3.13 СНиП 2.03.01-84*
Ys6=I 15-(115-1) 2———-1 =127
По сортаменту определяем 2016 А3=402см
Проверим условие Mper > Mtot
Mper= As-Rs-Ys6-л *-ho=402-680-115-0977-33-103=IO 14МПа
Pi==(asp-cri-72-c?3-a4-a5)As=(408-12:
М=2500-15-58928= 163кНм
Принимаем Rbp=I25МПа
a=025+0025-125=05608
Ct6= 40-0.85-035 =12МПа
Glosl=1224+12=2424МПа
С учетом потерь alos напряжение стЬр
CT.spl=CTsp-CT!osi=408-2424=38376
Pi=38376-402-100=154ЗкН
43-Ю3 (154.3-IO3-232-16.35 )-232 01ИТТ
CTbt= —1 + -—:———-—— =421 МПа
СУ1оя2=СТ7+СТ8+СТ;+СТ0+СТ i 1
=150-0.85-0.34=43.35МПа
Oios2=3 5+433 5=783 5МПа
ol0S=2424+7835= 1026> 1 ООМПа
Проверка прочности плиты в стадии монтажа.
Поднимают плиту при монтаже при помощи монтажных петель
установленных в продольных ребрах. Расчетная схема - однопролетная
двухконсольная балка с равномерно распределенной нагрузкой от собственной
массы плиты qd при =1 с учетом коэффициента динамичностиdin=14.
Необходимо проверить прочность плиты в местах расположения петель.
Опасным является опорное сечение с изгибающим моментом:
где la - расстояние от торца плиты до оси строповочной петли
Момент от силы обжатия для предварительно-напряженной плиты
определяется относительно центра тяжести растянутой арматуры:
Pd = Asp (sp – los1 – loscom)
здесь sp берется с sp >1
los1 - первые потери предварительного напряжения
loscom - потери предварительного напряжения в арматуре при
доведении бетона сжатой зоны до предельного состояния
Asp - площадь сечения напрягаемой арматуры
Pd=402(408 - 2424 - 330)102=216кН
Mp= -216(033-0015)= - 68кНм
Расчетный момент в опорном сечении:
Расчетное сечение - тавр с полкой в растянутой зоне. В расчет
принимается прямоугольник с шириной равной ширине ребра.
При A0=0025 интерполяцией находим =0988 =0015
As= b Rs= 001533145091423650=25cм2
Верхняя продольная арматура класса АШ 2 стержня 14 As=308cm2
При подъеме плиты вся ее масса может оказаться переданной на три
петли. Тогда усилие на одну петлю:
q=qd bs din =2514914=522кНм
Предполагается что это усилие воспринимается лишь одной ветвью
петли. Для монтажных петель принимается гладкая арматура класса AI. Тогда
необходимая площадь поперечного сечения петли:
AS=NRS=10442250=0464см2
Принимаем петли из арматуры 8 As=0503 см2 .
Расчет по второй группе предельных состояний.
Расчет по образованию трещин нормальных
к продольной оси элемента.
Этот расчет выполняют для выяснения необходимости проверки по
Согласно таблицы 2 СНиП 2.03.01-84* 3-я категория трещиностойкости.
Для конструкций 3 категории = 1.
Проверяется условие:
Здесь Mr - момент от внешних сил
Mcrc - момент воспринимаемый сечением при образовании трещин
Mcrc = Wpl+γspP(eop+r)
Mcrc=1610200100+084122800(232+362)=44кНм
Так как 64кН>44кН трещины в растянутой зоне образуются.
Следовательно необходим расчет по раскрытию трещин.
Расчет по раскрытию трещин нормальных
Ширина раскрытия трещин определяется по формуле:
Здесь - коэффициент принимаемый для изгибаемых элементов равным 1
- коэффициент зависящий от длительности действия нагрузки
- коэффициент принимаемый при стержневой арматуре равным 1
d - диаметр арматуры
- коэффициент армирования
- приращение напряжений в арматуре
Здесь M - момент от действия постоянной и длительной нагрузки или
момент от действия полной нагрузки
P - усилие предварительного обжатия с учетом полных потерь
esp - расстояние от центра тяжести площади арматуры до точки
приложения усилия обжатия
Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия
постоянных и длительных нагрузок
acrc1 =1 1 1 20(35-100) = 0005мм
Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия полной
асгс2= 1 1 120(35-100) = 017мм
Ширина раскрытия трещин от продолжительного действия
=16-15=16-1500072=1492
асгс3= 1 1 149220(35-100) = 0008мм
Непродолжительная ширина раскрытия трещин
асгс = асгс1- асгс3+ асгс2=0005-0008+017=0167мм04мм
Продолжительная ширина раскрытия трещин
асгс = асгс3=000803мм
Расчет прогиба плиты с трещинами
При расчете плиты по деформациям определяется величина прогиба
ограниченная эстетическими требованиями. При этом расчет выполняется
только на действие постоянной и длительно действующей временной нагрузки
с коэффициентом надежности по нагрузке f=l.
Прогиб определяется по величине кривизны которая определяется по
п.4.27 СНиП 2.03.01-84* по формуле:
Плечо внутренней пары сил по п.4.28 СНиП 2.03.01-84* :
Относительная высота сжатой зоны бетона:
=00072 рассчитаное выше
Эксцентриситет силы Ntot относительно центра тяжести площади сечения
Рассчитывается коэффициент характеризующий неравномерность
деформации растянутой арматуры на участке между трещинами:
=Р(еор+r)=1228(232+362)100=329кНм
Прогиб плиты определяем по формуле:
fпред=25 см (по табл.4 СНиП 2.03.01-84*)
Расчет колонны подвального этажа
Расчет ствола колонны
Проверяется условие lo20hcoi.
Io - расчетная длина колонны
heol - высота сечения колонны
Так как 368 то колонна рассчитывается как центрально загруженная.
Исходные данные для расчета
Ар=54м2 - грузовая площадь колонны
Определим величину продольной силы от полной расчетной нагрузки:
N-Nliep+ N1I0K+GK0JI+ Gptir
Nncp - продольная сила от полной нагрузки на перекрытие
Niiok - продольная сила от полной нагрузки на покрытие
Gkoji - собственный вес колонны
Gpwr - собственный вес ригеля
пэт - количество этажей
Nncp= 1255-095-54-5=322-103кН
Nhok= qn0KyArp=62-095-54=301 ЗкН
Gk0JI= Io ЬсЫЬсы(гьт+1 )р ynyf
Gkoji= 36-04-04- (5+1) -25-095-11=90ЗкН
Gpwr= Ipiir ЬригЬриг(пэт+1 )р ynYf=9-09-04-6-25-095-11 =5079кН
N=3220+ 3013+903+ 5 079=412-103кН
Определим величину продольной силы от длительнодействующих
Ni=Niliep+ N1u01^Gk0i1+ Gphp
Nlncp= qlnepYnA82.095-54-5=252-103кН
N1eok= ч1ЮКТпАр=489-095-54=2509кН
N!=2520+ 2509+903+5079=337-103кН
Принимаем бетон класса В35 и рабочую арматуру класса AIII и
поперечную класса AL
Случайный эксцентриситет:
еа> —— h — h =—=13Зсм
Площадь сечения рабочей арматуры определяется по формуле:
р=(.> ь+2(рг-фь)ос8фг
Интерполяцией по табл.2627 Пособия к СНиП 2.03.01-84* находим
) =0894+2(0904-0894)02 ] =08980.904
(AVbQ= 4Ш10' -40'19-540' ^=488^
По сортаменту принимаем 4040 (As+ As )=5028см2
Принимаем шаг 400мм.
Фактический коэффициент армирования:
(А±41]00оо=^28100=3оо
Определение усилия Q действующего на консоль
Консоль рассчитывается на действие поперечной силы передаваемой от
q - нагрузка на 1п.м ригеля
Io - расчетный пролет ригеля
Я.ЮГ= QncpbsupYn=I 255-6-095=715кНм
Яри= ЬригЬригр YnYf=O9-04-25-095-11=94кНм
Расчет консоли колонны.
Определим размеры консоли:
Высота консоли по грани колонны h=(07-08)hpr=08-09=07м
Высота консоли у свободного края hi >h2=072=035м
Ширина консоли принимается равной ширине колонны.
Угол принимается равным 45°.
Консоль выполняется из бетона принятого для колонны. Армирование
консоли осуществляется арматурой класса ATTI и Al.
Определим длину площадки передачи нагрузки ригеля на консоль:
lsuP=QbprRb=2427-10340-1950=3см
Наименьший вылет консоли (принимается 200-300мм) с учетом зазора
между торцом ригеля и гранью колонны С=30-60мм.
Ieon= 1sup+O30+60=90mm
Принимаем 1соп=300мм.
Определяем расстояние от грани колонны до точки приложения Q:
a= Icon- 1sup2=300-302=285mm
Вычисляем величину изгибающего момента в опорном сечении консоли:
M=Qa=2427-0285=69KHM
Площадь сечения верхней продольной растянутой арматуры консоли
подбирается по изгибающему моменту у грани колонны увеличенному на 25%:
A0= '25М =W-69-IQ- = 0012
в'К 'V Уь2 °>4 °'68 1950 IO4.09
о п) уьг-i^ju-iu -иу
При A0=OjO 12 находим л =0994
а _ 125M 125-69-IO3 2
RsTjh0 365-IO6-097-068
Принимаем в качестве продольной арматуры 2014ATTT As=308cm2.
Поперечная арматура конструируется при 11=700мм>2а=570мм в виде
отогнутых стержней и горизонтальных хомутов по всей высоте консоли.
Принимаем шаг хомутов 100мм.
Хомуты из арматуры класса AI 08.
Отгибы принимаем из арматуры AIII 012.
Проверим прочность бетона консоли у грани колонны по наклонной
Фу2 - коэффициент учитывающий влияние поперечной арматуры
- угол наклона расчетной сжатой полосы к горизонтали
ения xomvtor в одной плоскости
Asw - площадь сечения хомутов в одной плоскости
Cpw2= 1+5-6-25-IO"3= 1076
Ib=Isup sm6=004 sin45°=0028M
Q=08-1076-195-106-04-0028sin45°= 1316кН
Qmax=35Rblbh0=35-13-106-04-038=6916кН
Расчет стыка ригеля с колонной.
Для обеспечения неразрезности ригеля и пространственной жесткости
здания стык ригеля с колонной выполняется жестким и рассчитывается на
восприятие изгибающего момента.
Определение усилий в стыке.
Определяем расчетное растягивающее усилие в стыке:
Mf - момент действующий в стыке ригеля с колонной
M - изгибающий момент по оси опоры
Изгибающий момент по оси опоры определяется в зависимости от
количества пролетов. В данном случае пролетов три.
Mf= 10206-2427-042=9721
Nst=972l08=1215-10³кН
Расчет сварных соединений.
Площадь сечения стыковых стержней определяется по растягивающему
As= NslRs= 121510336500=34см2
Необходимая длина фланговых швов для прикрепления стыковых
стержней определяется по формулам:
Для дальнейшего расчета используем большее значение.
Вычислим длину сварных швов прикрепляющих нижние закладные
детали ригеля к закладным деталям колонн.
f- коэффициент трения стали по стали
Расчет фундамента под колонну.
Расчет прочности тела фундамента.
По величине продольной силы Ncolser (при γt=1) определяется
необходимая площадь подошвы фундамента:
R - расчетное сопротивление грунтов основания
ρm - средняя плотность материала фундамента и грунта на его ступенях
H1 - предварительная глубина заложения подошвы фундамента
Ncolser = Nnпеp+ Nnпок+Gкол +Gриг
Nnпеp = 1041095545=267103кH
Nnпок = qnпок =51309554=2632кН
Gкол= 360404(5+1)2509511=90ЗкН
Gриг = =9090462509511=5079кН
Ncolser = 2670+2632+903+5079=353103кН
A= 3530(3102009)=121m2
Принимаем а=b=36м; A= 1296м2
Определяем отпор грунта без учета массы фундамента и грунта на его
P= Ncolser A=35301296=247кНм2
Глубина заложения фундамента определяется из условия его прочности
Рабочая высота фундамента определяется по приближенной формуле:
Полная высота фундамента
Выполним проверку высоты фундамента по конструктивным
требованиям обеспечения жесткого защемления колонны в фундаменте и
достаточной анкеровки продольной арматуры. Для этого проверяем глубину
hsoc ≥ (1-15)hcol+005=025
lan =(20-30)d=2040=800мм=08м
Тогда принимаем hfun= 15м
Выполним проверку на продавливание. Продавливающая сила
определяется на уровне верха фундамента за вычетом отпора грунта
распределенного по площади нижнего основания пирамиды продавливания.
F - продавливающая сила
um - среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего
оснований пирамиды продавливания
F=Ncol-P(hcol+2h0)=3530-272 (04+2)=2524кН
um=4(hcol+h0)=4(04+165)=82м
Rbtumho=07510382165=101475кН
Расчет армирования фундамента.
Консоли фундамента работают подобно изгибаемым консолям
заделанным в массиве фундамента их рассчитывают по нормальным сечениям.
Армирование осуществляется сеткой из арматуры класса AIII.
Изгибающие моменты в сечении:
M1-1=0125P(a-hсоl)2b
M1-1=0125272(36-04)2-36=1253кНм
Расчетная площадь рабочей арматуры:
Asl= M1-1(09h0Rs)=1253-105(09146536500100)=26см2
Принимаем шаг стержней 200мм в обоих направлениях. Арматура класса
AIII 1814 As=277см² в обоих направлениях.
Расчет кирпичного простенка.
Здание 5-этажное с кирпичными несущими стенами толщиной 640мм.
Марка кирпича M-100 марка раствора M-75(R=l7MПа). Высота этажа 36м.
Оконные проемы 15x15м. Нагрузка от перекрытия – qпер=1255кНм². Нагрузка
от покрытия – qпок=62кНм2.
Простенок внецентренно нагружен. Расчет сводится к определению
несущей способности простенка и сравнению ее с действующими внешними
нагрузками. Nвп>Nceч
Рассчитаем простенок первого этажа как наиболее загруженный.
Расчетная схема - стойка расчетной длиной равной высоте этажа шарнирно
закрепленная по концам.
Рис 1. Расчетная схема простенка.
е0=5см; ex=ст2 - е0 = 642 -5=27см
Определим нагрузки на простенок. Грузовая площадь с которой определяется нагрузка от покрытий и
перекрытий Sгр=345= 135м2
Сосредоточенная нагрузка от покрытия:
Рпок= qпок Sгр=62135=81 кН
Сосредоточенная нагрузка от перекрытий:
Рпер = qпер Sгр nпер =12551354=6777кН
nпер - число перекрытий выше рассматриваемого сечения.
Нагрузка от собственной массы стены:
Vk - объем кладки приходящийся на один простенок.
γ к - средняя плотность кладки.
VK=Sст ст = 408 064=261 м3
Sст - грузовая площадь по фасаду здания.
ст - толщина простенка.
Nвп=Pпок+Pпеp+ Gст =81+6777+517= 12757кН
Определяем несущую способность простенка:
mдл =1 при толщине простенка более 30см
φ зависит от гибкости
α = 1000 - упругая характеристика кладки из кирпича M100
F=150 64=9600см2 - площадь простенка.
интерполяцией находим φ =097
Ncеч=1096179600 105=1388кН
Условие выполняется следовательно прочность простенка обеспечена.
Расчет сборной преднапряженной плиты.
СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции.
СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия.
Иванов В.П. Железобетонные и каменные конструкции элементы монолитного ребристого перекрытия.: Методические указания к курсовому проекту №1 для студентов строительных специальностей Алт.ГТУ им. И. И. Ползунова.-Барнаул: Изд-во АлтГТУ.
Иванов В.П. Железобетонные и каменные конструкции каменные и армокаменные конструкции.: Методические указания к курсовому проекту №1 для студентов строительных специальностей Алт.ГТУ им. И. И. Ползунова.-Барнаул: Изд-во АлтГТУ.