В одном файле 2 ед

Лист22.dwg

Схема расположения плит перекрытия и ригелей
стержень продольный 4 А-III
стержень поперечный 5 Вр-1
стержень поперечный 5 Вр-I
Спецификация сборных элементов
Разрез М 1:100. План М 1:100.
напрянаемой арматурой кл. А-V
Предварительно напряженная
ребристая панель со стержневой
Предварительно напряженная арматура принята 4 8 А-IV.
Передаточная прочность бетона В40 не ниже Rbp=0
-5(после замоноличивания)
Петля монтажная 10 ВСт3сп
Характеристика изделия
перекрытия; 10-колонна; 11-упорный уголок; 12-ригель.
бетоном; 7-бетон замоноличивания; 8-монтажные швы; 9-плита
прокладка; 4-хомут; 5-арматурные сетки; 6-зачеканка жестким
-выпуски арматуры колонны; 2-рихтовочная пластинка; 3-листовая
Способ натяжения арматуры - электротермический.
стержень поперечный 4 Bp-1
стержень продольный 4 Bp-1

готовое.doc

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МОНОЛИТНОГО РЕБРИСТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛОЧНЫМИ ПЛИТАМИ
ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Требуется рассчитать и законструировать монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами для трехэтажного производственного здания с неполным железобетонным каркасом. Размеры здания в плане 171Х240 высота этажа 42 м.
Нормативная временная нагрузка перекрытие – 130 кНм2 в том числе кратковременно действующая – 25 кНм2.
Для всех элементов перекрытия принят тяжелый бетон класса В125. Класс рабочей продольной арматуры главной балки и колонн принят А-II.
Расчетные характеристики бетона В125 при коэффициенте условий работы:
Продольная напрягаемая арматура класса А – II:
Поперечная арматура балок – из класса Вр-I:
Распределительная арматура плиты - 3-4 Вр-I.
КОМПАНОВКА ПЕРЕКРЫТИЯ
Вдоль поперечных осей здания расположим главные балки перекрытия с шагом второстепенные балки – параллельно продольным осям здания с шагом .
Предварительно зададимся размерами поперечных сечений элементов перекрытия:
– высота главной балки ;
– высота второстепенной балки ;
– ширина главной балки ;
– ширина второстепенной балки ;
– толщина плиты перекрытия назначается по формуле:
Глубина заделки главной балки в наружную стену здания второстепенной балки плиты .
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЛИТЫ
)Расчетная схема плиты и нагрузки:
Так как отношение сторон плиты то плиту следует рассчитать как балочную то есть работающую в одном коротком направлении. Для этого вырезаем полосу плиты шириной 1 м и рассчитываем ее по многопролетной неразрезной схеме (рис. 1). Расчетный пролет плиты:
При расчете балочной плиты нагруженной равномерно распределенной нагрузкой вырезают полосу шириной 1 м и рассматривают ее как многопролетную балку. Нагрузки на 1м такой полосы и на 1 м2 численно равны и отличаются только размерностью.
Нагрузки на 1 м2 поверхности плиты приведены в таблице 1. Нагрузки посчитаны с учетом коэффициента надежности по назначению .
Кратковременно действующая
Полная расчетная нагрузка на плиту:
Рис. 1. Конструктивная и расчетная схемы плиты
)Статический расчет плиты:
Расчетные значения изгибающих моментов в плите определяем с учетом перераспределения:
в средних пролетах и на средних опорах:
в первом пролете и на первой промежуточной опоре:
В средних полосах плиты перекрытия где элементы плиты окаймлены по всему контуру главными и второстепенными балками под влиянием возникающих в них распоров изгибающие моменты могут быть уменьшены на 20% при условии: . В нашем случае: следовательно в этих элементах плиты можно учесть уменьшение изгибающих моментов:
в первом пролете и на первой промежуточной опоре изгибающие моменты остаются без изменения:
Максимальная поперечная сила в плите будет действовать на первой промежуточной опоре со стороны крайнего пролета:
)Проверка прочности сечения плиты на действие поперечной силы:
Так как в плитах поперечная арматура не устанавливается то вся поперечная сила в сечении должна восприниматься только бетоном.
Расстояние от растянутой грани плиты до центра тяжести растянутой арматуры при защитном слое 10 мм и диаметре рабочей арматуры до 10 мм: тогда
Проверку прочности выполняем по формуле:
- условие выполняется значит прочность плиты на действие поперечных сил обеспечена.
)Расчет на прочность нормальных сечений плиты (подбор арматуры):
Сечения рассчитываем как прямоугольные с одиночной арматурой шириной и высотой . Предполагая что армирование плиты будет выполняться рулонными сетками сначала определяем сечение основной сетки.
Расчетный момент . Рассматриваем сечение на первой промежуточной опоре.
Требуемая высота сжатой зоны бетона:
Требуемое усилие в арматуре сетки:
Подбираем требуемую площадь сечения арматуры из стали класса А-II (6 8 мм) при :
Принимаем (8 мм А-II шаг 200 мм)
Принимаем (8 мм А-II шаг 250 мм)
В незамкнутых полосах плиты принимаем дополнительную рулонную сетку из стержней 5 мм класса Вр-I с шагом 200 мм с сечением арматуры . Выполняем проверку прочности принятого армирования плиты в сечении на первой промежуточной опоре.
Арматура первого ряда армирования (дополнительная сетка): (5 мм класса Вр-I с шагом 200 мм ) .
Арматура второго ряда армирования (основная сетка): (8мм А-II шаг 200 мм ) .
Положение равнодействующей усилий во всей арматуре:
Высота сжатой зоны сечения:
Несущая способность сечения плиты:
Следовательно несущая способность сечения плиты обеспечена.
В законтуренных полосах плиты принимаем дополнительную рулонную сетку из стержней 8 мм класса А-II с шагом 250 мм с сечением арматуры . Выполняем проверку прочности принятого армирования плиты в сечении на первой промежуточной опоре.
Арматура первого ряда армирования (дополнительная сетка): (8 мм класса А-II с шагом 250 мм ) .
Арматура второго ряда армирования (основная сетка): (8мм А-II шаг 250 мм ) .
Согласно расчета армирование выполняем сварными рулонными сетками с продольным расположением рабочей арматуры в рулоне.
Сварные сетки конструируются согласно ГОСТ 8478-81 «Сетки сварные для железобетонных конструкций» п. 1.5 1.6 и др. Условное обозначение марки сетки:
где D и – соответственно диаметр и шаг продольных стержней;
d и u – диаметр и шаг поперечных стержней;
A и L – ширина и длина сетки;
с1 и с2 – длина свободных концов продольных стержней;
k – то же поперечных
Ширину сеток принимаем равной:.
В незаконтуренных полосах плиты (в осях 1-2 и 5-6) принимаем:
– основная сетка С1:
– дополнительная сетка С2:
В законтуренных полосах плиты (в осях 2-5) принимаем:
– основная сетка С3:
– дополнительная сетка С4:
Армирование плиты монолитного перекрытия приведено на рисунке 2.
Рис. 2. Армирование плиты монолитного перекрытия
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ
)Расчетная схема балки и нагрузки:
Главная балка рассчитывается как трехпролетная неразрезная нагруженная двумя сосредоточенными нагрузками в третях каждого пролета: постоянной G и временной Р.
Постоянная нагрузка:
Расчетная схема балки приведена на рисунке 3.
Рис. 3. Расчетная схема главной балки
)Статический расчет балки с учетом перераспределения усилий:
Расчетные моменты в расчетных сечениях главной балки (кН*м)
Номер расчетного сечения
Постоянная нагрузка П
Временная нагрузка В1
Временная нагрузка В2
Временная нагрузка В3
Временная нагрузка В4
Временная нагрузка В5
Эпюры огибающих моментов главной балки до перераспределения усилий приведены на рисунке 4. Эпюры огибающих моментов главной балки после перераспределения усилий приведены на рисунке 5. Огибающая эпюра поперечных сил в главной балке приведена на рисунке 6.
Рис. 4. Эпюры огибающих моментов
главной балки до перераспределения усилий
Рис. 5. Эпюры огибающих моментов
главной балки после перераспределения усилий
Рис. 6. Огибающая эпюра поперечных сил в главной балке
)Проверка достаточности принятых размеров балки:
При расчете балки с учетом перераспределения усилий должно соблюдаться условие: . Очевидно что небольшая величина высоты сжатой зоны бетона будет наблюдаться в сечении с максимальным отрицательным моментом то есть на грани опоры балки на колонну. Размеры сечения колонны принимаем: 40 х 40 см.
Величина изгибающего момента на грани колонны:
Предполагая что полезная высота сечения балки определяем высоту сжатой зоны бетона:
- условие не выполняется следовательно размеры сечения главной балки недостаточны.
)Подбор продольной арматуры главной балки и определение ординат эпюры материалов:
Сечение на средней опоре:
На средней опоре сечение балки работает со сжатой зоной бетона в нижней части сечения. Поэтому расчет ведется для прямоугольного сечения балки.
Требуемое сечение рабочей арматуры на опоре:
Принимаем: 225+220 А-II ()
Размещение стержней арматуры принимаем согласно рисунка 7.
Рис. 7. Армирование главной балки на средней опоре
Проверка несущей способности сечения (нахождение ординаты эпюры материалов в опорном сечении балки):
Следовательно прочность сечения балки обеспечена.
Несущая способность сечения после обрыва двух стержней 20 мм:
Сечение в крайнем пролете:
При растяжении нижней зоны главной балки сечение работает как тавровое с полкой в сжатой зоне. Расчетная ширина сжатой полки принимается . Толщина полки .
Ориентировочная полезная высота сечения .
Необходимая высота сжатой зоны сечения:
Требуемое сечение арматуры:
Принимаем: 225+418 А-II ()
Размещение стержней арматуры принимаем согласно рисунка 8.
Рис. 8. Армирование главной балки в крайнем пролете
Несущая способность сечения после обрыва стержня 18 мм во втором ряду армирования:
Теперь обрываем 118 в первом ряду армирования.
Обрываем еще 218 во втором ряду армирования.
Т. о. получены ординаты эпюры материалов в крайнем пролете главной балки по положительным моментам.
В верхней зоне балки армирование выполняется 312 A-II входящих в состав верхней арматуры пролетных каркасов балки крайнего пролета. Несущая способность этих сечений балки по отрицательным моментам:
Сечение в среднем пролете:
Для подбора нижней арматуры среднего пролета балки принимая ориентировочно полезную высоту балки определяем необходимую высоту сжатой зоны сечения при :
Принимаем: 220+214 А-II ()
Размещение стержней арматуры принимаем согласно рисунка 9.
Рис. 9. Армирование главной балки в среднем пролете
Обрыв стержней второго ряда армирования.
В среднем пролете балки могут действовать также отрицательные моменты . Для восприятия этих моментов в верхней зоне балки устанавливаем арматуру 220+212 А-II ()
)Расчет наклонных сечений балки на поперечную силу.
Принимая для наклонных сечений балки полезную высоту вычисляем параметр:
Так как балка нагружена сосредоточенными силами длину проекций наклонных сечений принимаем равной расстоянию от опор балки до ближайшей к опоре сосредоточенной силы .
Требуемая интенсивность поперечного армирования:
Сечение у свободной опоры балки (участок 1):
В данном сечении поперечная арматура входит в состав 2-х каркасов К-1. Поперечные стержни принимаем 10 А-I с шагом 150 мм. Тогда:
Сечение слева от средней опоры (участок 3):
В данном сечении поперечная арматура входит в состав 2-х каркасов К-1 и 2-х каркасов К-4. В каркасах К-1 и К-4 поперечные стержни принимаем 10 А-I с шагом 150 мм. Тогда:
Сечение справа от средней опоры (участок 4):
В данном сечении поперечная арматура входит в состав 2-х каркасов К-3 и 2-х каркасов К-4. В каркасах К-4 поперечные стержни принимаем 10 А-I с шагом 150 мм а в каркасах К-3 поперечные стержни принимаем 8 А-I с шагом 200 мм Тогда:
)Расчет длин запуска обрываемых в пролете стержней за точки их теоретического обрыва
Для обеспечения прочности наклонных сечений главной балки по изгибающим моментам обрываем в пролете стержни продольной арматуры необходимо завести за точку теоретического обрыва на расстояние:
Q – поперечная сила в точке теоретического обрыва стержня;
qsw – интенсивность поперечного армирования балки в точке теоретического обрыва стержня;
d – диаметр обрываемого стержня.
Кроме того общая длина запуска стержня за точку теоретического обрыва должна быть не менее 20d и не менее 250 мм.
на участке 1 главной балки:
на участке 2 главной балки:
Поперечная арматура на участке состоит из стержней 10 А-I с шагом 400 мм входящих в состав 2-х каркасов К-1 и одного каркаса К-2. Тогда:
на участке 3 главной балки:
на участке 4 главной балки:
)Проверка прочности наклонного сечения на грани свободной опоры на действие изгибающего момента
Расчетная схема наклонного сечения главной балки на свободной опоре приведена на рисунке 10. Изгибающий момент в наклонном сечении воспринимается продольной арматурой доведенной до опоры и пересеченной наклонной трещиной поперечной арматурой балки. В нашем случае до опоры доведена арматура 1 в виде двух стержней 25 мм и частично заведена за грань опоры арматура 2 из двух стержней 18 мм.
Рис. 10. Расчетная схема наклонного сечения по изгибающему моменту у свободной опоры главной балки
Расчетное усилие в этих арматурах определяется с учетом коэффициента условий работы вводимого в расчет при недостаточной анкеровке арматуры. Длина запуска за грань опоры указанной арматуры соответственно составляет:
Длина анкеровки продольной арматуры:
Коэффициент условий работы арматуры:
Вычисляем долю изгибающего момента воспринимаемую доведенной до опоры арматурой:
Так как эпюра моментов главной балки на приопорном участке линейна то длину проекции наиболее опасного наклонного сечения определяем по формуле:
Величина действующего в опасном наклонном сечении изгибающего момента:
Несущая способность заданного наклонного сечения по изгибающему моменту:
Следовательно прочность наклонного сечения главной балки на свободной опоре не обеспечена. Для удовлетворения прочности сечения стержни 2 доводим до торца балки то есть .
Усиливаем также и поперечное армирование на приопорном участке балки для этого в каркасах К-1 на длине 900 мм от оси опоры устанавливаем поперечные стержни 12 из стали класса А-I с шагом 100 мм.
0мм (зона усиления поперечной арматуры);
Следовательно прочность наклонного сечения главной балки на свободной опоре по изгибающему моменту обеспечена.
)Проверка прочности главной балки на отрыв в местах опирания второстепенных балок:
Рассмотрим место опирания второстепенной балки в крайнем пролете у свободной опоры в этом месте самое слабое поперечное армирование главной балки. На участке длины зоны отрыва имеем следующую суммарную поперечную арматуру: 88 А-I в каркасах К-1 и 38 А-I в каркасе К-2. Суммарное усилие воспринимаемое этой арматурой:
Расчетное отрывное усилие:
> следовательно прочность на отрыв главной балки обеспечена.
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СБОРНОГО
ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ПЕРЕКРЫТИЯ (РЕБРИСТАЯ ПАНЕЛЬ)
Ребристая плита опирается на ригели здания.
Размеры ригеля: hБ = 500 мм bБ = 04* hБ = 200 мм но так как bБ должна быть не менее 250 300 мм bБ принимаем равным 300 мм.
Номинальные размеры плиты в плане: 15Х48 м.
Расчетный пролет плиты: lp=l – b2 = 4800 – 3002 = 4650 (мм).
Плита изготавливается из тяжелого бетона класса В40 по поточно-агрегатной технологии с механическим натяжением арматуры на упоры. Изделие подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении. Панель эксплуатируется при относительной влажности воздуха в помещении %. Следовательно . Панель отнесена к 3-й категории трещиностойкости. Расчет прогибов следует производить при ограничении эстетическими требованиями.
Расчетные характеристики бетона при коэффициенте условий работы:
Продольная напрягаемая арматура класса А – IV (А 600):
В ребрах панели устанавливаются сварные каркасы с нижними стержнями класса А – III (при d > 10 мм ) верхними и поперечными стержнями из арматурной проволоки класса Вр – I (при d = 5 мм ).
Полка плиты армируется сварными рулонными сетками из арматурной проволоки класса Вр – I (при d = 4 мм ).
Петли для подъема плиты приняты из арматурной стали класса А – I марки ВСт3пс2 и устанавливаются по концам продольных ребер.
Размеры поперечного сечения ребристой панели перекрытия приведены на рисунке 1.
Рис. 1. Размеры поперечного сечения ребристой панели перекрытия
Асфальтобетонный пол
Выравнивающий слой из тощего бетона
Собственный вес жб плиты с приведенной высотой 100 мм
Бетон замоноличивания швов
Подсчет нагрузок на 1 погонный метр длины панели при ее ширине 15 м:
)расчетная нагрузка:
)нормативная нагрузка:
постоянная и длительная:
ВЫЧИСЛЕНИЕ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ И ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ
Выполняется как для простой балки опертой на двух опорах.
От расчетной нагрузки:
От нормативной полной нагрузки:
От нормативной постоянной и длительной нагрузки:
каждая ячейка работает на местный изгиб в 2-х направлениях.
Собственный вес 1 м2 полки:
Нагрузки на 1 м2 полки:
Общее уравнение предельного равновесия плит опертых по контуру:
Расположение арматуры в сечении:
Рабочая высота полки при толщине защитного слоя бетона 15 мм и арматуре 4 мм:
Граничная относительная высота сжатой зоны:
Вспомогательные коэффициенты:
Площадь сечения арматуры на 1 п.м. полки:
Минимальное количество стержней на 1 м сечения полки при шаге 200 мм в обоих направлениях:
мм Вр – I (Аs1 = Аs2 = 502 мм2 > Аsmax = 3534 мм2)
Принимаем сварную рулонную сетку С120020044 шириной 1300мм и длиной 4400 мм. Сетку С1 раскатывают между продольными ребрами понизу полки с подъемом над поперечными ребрами. Над продольными ребрами по всей их длине устанавливают сетки С220020044 и заводят их в полку на длину не менее 35d = 35*4 = 140 мм и не менее размера ячейки сетки т.е. 200 мм. Тогда принимаем ширину сетки С2600 мм т.е. кратной размеру ячейки.
РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОГО РЕБРА
Расчетную схему поперечного ребра можно принять в виде однопролетной свободно опертой балки с расчетным пролетом:
)равномерно распределенная нагрузка от веса ребра:
)треугольная нагрузка от полки с максимальной ординатой:
Усилия при таком загружении:
Поперечное ребро монолитно связано с полкой поэтому его расчетное сечение будет тавровым со средней шириной ребра: расчетной шириной полки: и толщиной полки .
Расчет прочности нормальных сечений:
)Рабочая высота сечения при арматуре до 10 мм и защитном слое 25 мм:
)Положение нижней границы сжатой зоны:
граница сжатой зоны располагается в полке и арматура подбирается как для прямоугольного сечения с размерами:
Требуемая площадь сечения продольной арматуры:
Принимаем 44 мм А – III (Аs =502 мм2)
Расчет прочности наклонных сечений:
Проверка необходимости постановки расчетной поперечной арматуры:
ВЫВОД: т.к. и то по расчету поперечная арматура не нужна и ее назначают конструктивно. Принимаем поперечные стержни 5 Вр – I с шагом S = h2 = 100 мм.
ИСХОДНОЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
КОЭФФИЦИЕНТ ТОЧНОСТИ НАТЯЖЕНИЯ
ПРИ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОМ СПОСОБЕ НАТЯЖЕНИЯ
РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ПАНЕЛИ ПО СЕЧЕНИЮ
НОРМАЛЬНОМУ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ
НА ДЕЙСТВИЕ ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА
Выясним где проходит граница сжатой зоны:
сжатая арматура не требуется.
Площадь сечения растянутой арматуры:
Принимаем 414 А –IV (Аs =616 мм2)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК СЕЧЕНИЯ
Примем ориентировочно тогда
Моменты сопротивления с учетом неупругих деформаций растянутого бетона:
ВЫЧИСЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО
a)Потери от релаксации напряжения арматуры:
b)Потери от быстронатекающей ползучести бетона:
напряжение в бетоне на уровне центра тяжести арматуры с учетом потерь :
Момент от собственного веса как для свободно опертой балки:
потери вычисляются по формуле:
c)Потери первой группы:
d)Потери от усадки бетона:
e)Потери от длительной ползучести бетона:
f)Вторая группа потерь:
0 МПа – минимально принимаемое значение суммарных потерь значит для расчета принимаем
РАСЧЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН
НОРМАЛЬНЫХ К ОСИ ПАНЕЛИ
К плите предъявляются требования третьей категории трещиностойкости поэтому
Расчет выполняется по формуле:
- условие не выполняется значит в растянутой зоне от внешней нагрузки трещины образуются. Следовательно необходимо произвести расчет по раскрытию трещин.
РАСЧЕТ ПО РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН
Обозначим ширину раскрытия трещин:
a1 – от непродолжительного действия всей нагрузки;
a2 – от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок;
a3 – от длительного действия постоянной и длительной нагрузок.
Следовательно непродолжительная ширина раскрытия трещин:
продолжительная ширина раскрытия трещин:
Вычисления выполняются по формуле:
При непродолжительном действии нагрузки при продолжительном действии
Изгибающие моменты от нормативных нагрузок при и :
– от постоянной и длительной нагрузки М1=449 кН*м
– от полной нагрузки М2=549 кН*м
Приращения напряжений в арматуре:
При подсчете принимаем :
от постоянной и длительной нагрузки:
Ширина раскрытия трещин меньше допускаемой следовательно условие выполнено.
В ВЕРХНЕЙ ЗОНЕ В СТАДИИ ОБЖАТИЯ
(принимается как для бетона класса В20: )
- момент от собственного веса в предположении что в момент отпуска плита выгибается вверх и оказывается свободно опертой по концам:
- условие выполнено значит трещины в верхней зоне не появляются.
РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ СЕЧЕНИЙ
НАКЛОННЫХ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ ПАНЕЛИ
РАСЧЕТ НА ДЕЙСТВИЕ ПОПЕРЕЧНОЙ СИЛЫ ПО НАКЛОННОЙ
При равномерно распределенной нагрузке на балку на ее приопорных участках длиной l4 и при высоте балки шаг хомутов должен назначаться не более h2 и не более 150 мм. В остальной части пролета и при шаг хомутов следует назначать не более 3h4 и не более 500 мм. В нашем случае значит принимаем в остальной части пролета: принимаем .
В расчетном сечении число ветвей хомута составляет . Примем диаметр стержня хомута . Следовательно площадь поперечного сечения хомута составит: .
Расчет сведем к проверке достаточности принятого количества хомутов по формуле:
Сила принимается в нормальном сечении проходящем через наиболее удаленный от опоры конец наклонного сечения т.е.
- расстояние от опоры до конца трещины.
a)Учет влияния сжатых полок:
b)Учет влияния усилия обжатия Р2:
c)Определение величин Мb и qsw:
Проверка выполнения условия:
Условие не выполняется значит необходимо откорректировать значение :
e)Назначение длины проекции наклонной трещины с0:
- прочность сечения обеспечена принятое количество хомутов достаточно.
Библиографический список
Попов Н.Н. Железобетонные и каменные конструкции: Учеб. пособие. – М.: Высшая школа 1996.
Байков В.Н. Железобетонные конструкции: Общий курс. 3-е изд испр. – М.: Стройиздат 1978.
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат 1987.
СНиП 2.03.01-84. Строительные нормы и правила. Бетонные и железобетонные конструкции. – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1985.
Байков В.Н. Строительные конструкции: Учебник для вузов. – М.:

Лист 12.dwg

Спецификация монолитных элементов
стержень продольный 25 А-II
стержень продольный 18 А-II
стержень продольный 12 А-II
стержень поперечный 10 А-I
стержень поперечный 12 А-I
стержень поперечный 12 А-II
стержень продольный 14 А-II
стержень продольный 20 А-II
стержень продольный 8 А-I
Армирование монолитной плиты
сетками с продольным
Армирование плиты сварными
Сечения М 1:20. Схемы.
Разрез М 1:100. План М 1:100.
Размеры на чертежах каркасов даны по осям стержней.
Класс арматуры указан в спецификации.
Класс бетона монолитной главной балки В12
Класс бетона монолитной плиты В12
Рулонные сетки изготавливаются по ГОСТ 8478-81.
расположением арматуры
стержень продольный 8 А-II
стержень поперечный 8 А-II
Величины расчетных моментов от нагрузки и моментов на
эпюре материалов даны в кНхм.
стержень поперечный 8 А-I
Армирование главной балки сварными каркасами
стержень продольный 25 А-III
стержень продольный 18 А-III
стержень продольный 12 А-III
стержень поперечный 12 А-III
стержень продольный 20 А-III
стержень продольный 14 А-III
План нижних сеток С-1
План верхних сеток С-2
филиал в г. Златоусте
ЗД-410.801.2903.6328-КП
Класс бетона монолитной главной балки В20.
Класс бетона монолитной плиты В20.
стержень продольный 8 А-III
стержень поперечный 8 А-III

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СБОРНОГО1235.doc

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ПЕРЕКРЫТИЯ (РЕБРИСТАЯ ПАНЕЛЬ)
ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Ребристая плита опирается на ригели здания.
Размеры ригеля: hБ = 500 мм bБ = 04* hБ = 200 мм но так как bБ должна быть не менее 250 300 мм bБ принимаем равным 300 мм.
Номинальные размеры плиты в плане: 15Х48 м.
Расчетный пролет плиты: lp=l – b2 = 4800 – 3002 = 4650 (мм).
Плита изготавливается из тяжелого бетона класса В40 по поточно-агрегатной технологии с механическим натяжением арматуры на упоры. Изделие подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении. Панель эксплуатируется при относительной влажности воздуха в помещении %. Следовательно . Панель отнесена к 3-й категории трещиностойкости. Расчет прогибов следует производить при ограничении эстетическими требованиями.
Расчетные характеристики бетона при коэффициенте условий работы:
Продольная напрягаемая арматура класса А – IV (А 600):
В ребрах панели устанавливаются сварные каркасы с нижними стержнями класса А – III (при d > 10 мм ) верхними и поперечными стержнями из арматурной проволоки класса Вр – I (при d = 5 мм ).
Полка плиты армируется сварными рулонными сетками из арматурной проволоки класса Вр – I (при d = 4 мм ).
Петли для подъема плиты приняты из арматурной стали класса А – I марки ВСт3пс2 и устанавливаются по концам продольных ребер.
Размеры поперечного сечения ребристой панели перекрытия приведены на рисунке 1.
Рис. 1. Размеры поперечного сечения ребристой панели перекрытия
Нагрузки на 1 м2 поверхности плиты приведены в таблице 1. Нагрузки посчитаны с учетом коэффициента надежности по назначению .
Асфальтобетонный пол
Выравнивающий слой из тощего бетона
Собственный вес жб плиты с приведенной высотой 100 мм
Бетон замоноличивания швов
Кратковременно действующая
Подсчет нагрузок на 1 погонный метр длины панели при ее ширине 15 м:
)расчетная нагрузка:
)нормативная нагрузка:
постоянная и длительная:
ВЫЧИСЛЕНИЕ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ И ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ
Выполняется как для простой балки опертой на двух опорах.
От расчетной нагрузки:
От нормативной полной нагрузки:
От нормативной постоянной и длительной нагрузки:
каждая ячейка работает на местный изгиб в 2-х направлениях.
Собственный вес 1 м2 полки:
Нагрузки на 1 м2 полки:
Общее уравнение предельного равновесия плит опертых по контуру:
Расположение арматуры в сечении:
Рабочая высота полки при толщине защитного слоя бетона 15 мм и арматуре 4 мм:
Граничная относительная высота сжатой зоны:
Вспомогательные коэффициенты:
Площадь сечения арматуры на 1 п.м. полки:
Минимальное количество стержней на 1 м сечения полки при шаге 200 мм в обоих направлениях:
мм Вр – I (Аs1 = Аs2 = 502 мм2 > Аsmax = 3534 мм2)
Принимаем сварную рулонную сетку С120020044 шириной 1300мм и длиной 4400 мм. Сетку С1 раскатывают между продольными ребрами понизу полки с подъемом над поперечными ребрами. Над продольными ребрами по всей их длине устанавливают сетки С220020044 и заводят их в полку на длину не менее 35d = 35*4 = 140 мм и не менее размера ячейки сетки т.е. 200 мм. Тогда принимаем ширину сетки С2600 мм т.е. кратной размеру ячейки.
РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОГО РЕБРА
Расчетную схему поперечного ребра можно принять в виде однопролетной свободно опертой балки с расчетным пролетом:
)равномерно распределенная нагрузка от веса ребра:
)треугольная нагрузка от полки с максимальной ординатой:
Усилия при таком загружении:
Поперечное ребро монолитно связано с полкой поэтому его расчетное сечение будет тавровым со средней шириной ребра: расчетной шириной полки: и толщиной полки .
Расчет прочности нормальных сечений:
)Рабочая высота сечения при арматуре до 10 мм и защитном слое 25 мм:
)Положение нижней границы сжатой зоны:
граница сжатой зоны располагается в полке и арматура подбирается как для прямоугольного сечения с размерами:
Требуемая площадь сечения продольной арматуры:
Принимаем 44 мм А – III (Аs =502 мм2)
Расчет прочности наклонных сечений:
Проверка необходимости постановки расчетной поперечной арматуры:
ВЫВОД: т.к. и то по расчету поперечная арматура не нужна и ее назначают конструктивно. Принимаем поперечные стержни 5 Вр – I с шагом S = h2 = 100 мм.
ИСХОДНОЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
КОЭФФИЦИЕНТ ТОЧНОСТИ НАТЯЖЕНИЯ
ПРИ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОМ СПОСОБЕ НАТЯЖЕНИЯ
РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ПАНЕЛИ ПО СЕЧЕНИЮ
НОРМАЛЬНОМУ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ
НА ДЕЙСТВИЕ ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА
Выясним где проходит граница сжатой зоны:
сжатая арматура не требуется.
Площадь сечения растянутой арматуры:
Принимаем 414 А –IV (Аs =616 мм2)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК СЕЧЕНИЯ
Примем ориентировочно тогда
Моменты сопротивления с учетом неупругих деформаций растянутого бетона:
ВЫЧИСЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО
a)Потери от релаксации напряжения арматуры:
b)Потери от быстронатекающей ползучести бетона:
напряжение в бетоне на уровне центра тяжести арматуры с учетом потерь :
Момент от собственного веса как для свободно опертой балки:
потери вычисляются по формуле:
c)Потери первой группы:
d)Потери от усадки бетона:
e)Потери от длительной ползучести бетона:
f)Вторая группа потерь:
0 МПа – минимально принимаемое значение суммарных потерь значит для расчета принимаем
РАСЧЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН
НОРМАЛЬНЫХ К ОСИ ПАНЕЛИ
К плите предъявляются требования третьей категории трещиностойкости поэтому
Расчет выполняется по формуле:
- условие не выполняется значит в растянутой зоне от внешней нагрузки трещины образуются. Следовательно необходимо произвести расчет по раскрытию трещин.
РАСЧЕТ ПО РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН
Обозначим ширину раскрытия трещин:
a1 – от непродолжительного действия всей нагрузки;
a2 – от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок;
a3 – от длительного действия постоянной и длительной нагрузок.
Следовательно непродолжительная ширина раскрытия трещин:
продолжительная ширина раскрытия трещин:
Вычисления выполняются по формуле:
При непродолжительном действии нагрузки при продолжительном действии
Изгибающие моменты от нормативных нагрузок при и :
– от постоянной и длительной нагрузки М1=449 кН*м
– от полной нагрузки М2=549 кН*м
Приращения напряжений в арматуре:
При подсчете принимаем :
от постоянной и длительной нагрузки:
Ширина раскрытия трещин меньше допускаемой следовательно условие выполнено.
В ВЕРХНЕЙ ЗОНЕ В СТАДИИ ОБЖАТИЯ
(принимается как для бетона класса В20: )
- момент от собственного веса в предположении что в момент отпуска плита выгибается вверх и оказывается свободно опертой по концам:
- условие выполнено значит трещины в верхней зоне не появляются.
РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ СЕЧЕНИЙ
НАКЛОННЫХ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ ПАНЕЛИ
РАСЧЕТ НА ДЕЙСТВИЕ ПОПЕРЕЧНОЙ СИЛЫ ПО НАКЛОННОЙ ТРЕЩИНЕ
При равномерно распределенной нагрузке на балку на ее приопорных участках длиной l4 и при высоте балки шаг хомутов должен назначаться не более h2 и не более 150 мм. В остальной части пролета и при шаг хомутов следует назначать не более 3h4 и не более 500 мм. В нашем случае значит принимаем в остальной части пролета: принимаем .
В расчетном сечении число ветвей хомута составляет . Примем диаметр стержня хомута . Следовательно площадь поперечного сечения хомута составит: .
Расчет сведем к проверке достаточности принятого количества хомутов по формуле:
Сила принимается в нормальном сечении проходящем через наиболее удаленный от опоры конец наклонного сечения т.е.
- расстояние от опоры до конца трещины.
a)Учет влияния сжатых полок:
b)Учет влияния усилия обжатия Р2:
c)Определение величин Мb и qsw:
Проверка выполнения условия:
Условие не выполняется значит необходимо откорректировать значение :
e)Назначение длины проекции наклонной трещины с0:
- прочность сечения обеспечена принятое количество хомутов достаточно.

МОНОЛИТНОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ1235.doc

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МОНОЛИТНОГО РЕБРИСТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛОЧНЫМИ ПЛИТАМИ
ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Требуется рассчитать и законструировать монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами для трехэтажного производственного здания с неполным железобетонным каркасом. Размеры здания в плане 171Х240 высота этажа 42 м.
Нормативная временная нагрузка перекрытие – 130 кНм2 в том числе кратковременно действующая – 25 кНм2.
Для всех элементов перекрытия принят тяжелый бетон класса В125. Класс рабочей продольной арматуры главной балки и колонн принят А-II.
Расчетные характеристики бетона В125 при коэффициенте условий работы:
Продольная напрягаемая арматура класса А – II:
Поперечная арматура балок – из класса Вр-I:
Распределительная арматура плиты - 3-4 Вр-I.
КОМПАНОВКА ПЕРЕКРЫТИЯ
Вдоль поперечных осей здания расположим главные балки перекрытия с шагом второстепенные балки – параллельно продольным осям здания с шагом .
Предварительно зададимся размерами поперечных сечений элементов перекрытия:
– высота главной балки ;
– высота второстепенной балки ;
– ширина главной балки ;
– ширина второстепенной балки ;
– толщина плиты перекрытия назначается по формуле:
Глубина заделки главной балки в наружную стену здания второстепенной балки плиты .
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЛИТЫ
)Расчетная схема плиты и нагрузки:
Так как отношение сторон плиты то плиту следует рассчитать как балочную то есть работающую в одном коротком направлении. Для этого вырезаем полосу плиты шириной 1 м и рассчитываем ее по многопролетной неразрезной схеме (рис. 1). Расчетный пролет плиты:
При расчете балочной плиты нагруженной равномерно распределенной нагрузкой вырезают полосу шириной 1 м и рассматривают ее как многопролетную балку. Нагрузки на 1м такой полосы и на 1 м2 численно равны и отличаются только размерностью.
Нагрузки на 1 м2 поверхности плиты приведены в таблице 1. Нагрузки посчитаны с учетом коэффициента надежности по назначению .
Кратковременно действующая
Полная расчетная нагрузка на плиту:
Рис. 1. Конструктивная и расчетная схемы плиты
)Статический расчет плиты:
Расчетные значения изгибающих моментов в плите определяем с учетом перераспределения:
в средних пролетах и на средних опорах:
в первом пролете и на первой промежуточной опоре:
В средних полосах плиты перекрытия где элементы плиты окаймлены по всему контуру главными и второстепенными балками под влиянием возникающих в них распоров изгибающие моменты могут быть уменьшены на 20% при условии: . В нашем случае: следовательно в этих элементах плиты можно учесть уменьшение изгибающих моментов:
в первом пролете и на первой промежуточной опоре изгибающие моменты остаются без изменения:
Максимальная поперечная сила в плите будет действовать на первой промежуточной опоре со стороны крайнего пролета:
)Проверка прочности сечения плиты на действие поперечной силы:
Так как в плитах поперечная арматура не устанавливается то вся поперечная сила в сечении должна восприниматься только бетоном.
Расстояние от растянутой грани плиты до центра тяжести растянутой арматуры при защитном слое 10 мм и диаметре рабочей арматуры до 10 мм: тогда
Проверку прочности выполняем по формуле:
- условие выполняется значит прочность плиты на действие поперечных сил обеспечена.
)Расчет на прочность нормальных сечений плиты (подбор арматуры):
Сечения рассчитываем как прямоугольные с одиночной арматурой шириной и высотой . Предполагая что армирование плиты будет выполняться рулонными сетками сначала определяем сечение основной сетки.
Расчетный момент . Рассматриваем сечение на первой промежуточной опоре.
Требуемая высота сжатой зоны бетона:
Требуемое усилие в арматуре сетки:
Подбираем требуемую площадь сечения арматуры из стали класса А-II (6 8 мм) при :
Принимаем (8 мм А-II шаг 200 мм)
Принимаем (8 мм А-II шаг 250 мм)
В незамкнутых полосах плиты принимаем дополнительную рулонную сетку из стержней 5 мм класса Вр-I с шагом 200 мм с сечением арматуры . Выполняем проверку прочности принятого армирования плиты в сечении на первой промежуточной опоре.
Арматура первого ряда армирования (дополнительная сетка): (5 мм класса Вр-I с шагом 200 мм ) .
Арматура второго ряда армирования (основная сетка): (8мм А-II шаг 200 мм ) .
Положение равнодействующей усилий во всей арматуре:
Высота сжатой зоны сечения:
Несущая способность сечения плиты:
Следовательно несущая способность сечения плиты обеспечена.
В законтуренных полосах плиты принимаем дополнительную рулонную сетку из стержней 8 мм класса А-II с шагом 250 мм с сечением арматуры . Выполняем проверку прочности принятого армирования плиты в сечении на первой промежуточной опоре.
Арматура первого ряда армирования (дополнительная сетка): (8 мм класса А-II с шагом 250 мм ) .
Арматура второго ряда армирования (основная сетка): (8мм А-II шаг 250 мм ) .
Согласно расчета армирование выполняем сварными рулонными сетками с продольным расположением рабочей арматуры в рулоне.
Сварные сетки конструируются согласно ГОСТ 8478-81 «Сетки сварные для железобетонных конструкций» п. 1.5 1.6 и др. Условное обозначение марки сетки:
где D и – соответственно диаметр и шаг продольных стержней;
d и u – диаметр и шаг поперечных стержней;
A и L – ширина и длина сетки;
с1 и с2 – длина свободных концов продольных стержней;
k – то же поперечных
Ширину сеток принимаем равной:.
В незаконтуренных полосах плиты (в осях 1-2 и 5-6) принимаем:
– основная сетка С1:
– дополнительная сетка С2:
В законтуренных полосах плиты (в осях 2-5) принимаем:
– основная сетка С3:
– дополнительная сетка С4:
Армирование плиты монолитного перекрытия приведено на рисунке 2.
Рис. 2. Армирование плиты монолитного перекрытия
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ
)Расчетная схема балки и нагрузки:
Главная балка рассчитывается как трехпролетная неразрезная нагруженная двумя сосредоточенными нагрузками в третях каждого пролета: постоянной G и временной Р.
Постоянная нагрузка:
Расчетная схема балки приведена на рисунке 3.
Рис. 3. Расчетная схема главной балки
)Статический расчет балки с учетом перераспределения усилий:
Расчетные моменты в расчетных сечениях главной балки (кН*м)
Номер расчетного сечения
Постоянная нагрузка П
Временная нагрузка В1
Временная нагрузка В2
Временная нагрузка В3
Временная нагрузка В4
Временная нагрузка В5
Эпюры огибающих моментов главной балки до перераспределения усилий приведены на рисунке 4. Эпюры огибающих моментов главной балки после перераспределения усилий приведены на рисунке 5. Огибающая эпюра поперечных сил в главной балке приведена на рисунке 6.
Рис. 4. Эпюры огибающих моментов
главной балки до перераспределения усилий
Рис. 5. Эпюры огибающих моментов
главной балки после перераспределения усилий
Рис. 6. Огибающая эпюра поперечных сил в главной балке
)Проверка достаточности принятых размеров балки:
При расчете балки с учетом перераспределения усилий должно соблюдаться условие: . Очевидно что небольшая величина высоты сжатой зоны бетона будет наблюдаться в сечении с максимальным отрицательным моментом то есть на грани опоры балки на колонну. Размеры сечения колонны принимаем: 40 х 40 см.
Величина изгибающего момента на грани колонны:
Предполагая что полезная высота сечения балки определяем высоту сжатой зоны бетона:
- условие не выполняется следовательно размеры сечения главной балки недостаточны.
)Подбор продольной арматуры главной балки и определение ординат эпюры материалов:
Сечение на средней опоре:
На средней опоре сечение балки работает со сжатой зоной бетона в нижней части сечения. Поэтому расчет ведется для прямоугольного сечения балки.
Требуемое сечение рабочей арматуры на опоре:
Принимаем: 225+220 А-II ()
Размещение стержней арматуры принимаем согласно рисунка 7.
Рис. 7. Армирование главной балки на средней опоре
Проверка несущей способности сечения (нахождение ординаты эпюры материалов в опорном сечении балки):
Следовательно прочность сечения балки обеспечена.
Несущая способность сечения после обрыва двух стержней 20 мм:
Сечение в крайнем пролете:
При растяжении нижней зоны главной балки сечение работает как тавровое с полкой в сжатой зоне. Расчетная ширина сжатой полки принимается . Толщина полки .
Ориентировочная полезная высота сечения .
Необходимая высота сжатой зоны сечения:
Требуемое сечение арматуры:
Принимаем: 225+418 А-II ()
Размещение стержней арматуры принимаем согласно рисунка 8.
Рис. 8. Армирование главной балки в крайнем пролете
Несущая способность сечения после обрыва стержня 18 мм во втором ряду армирования:
Теперь обрываем 118 в первом ряду армирования.
Обрываем еще 218 во втором ряду армирования.
Т. о. получены ординаты эпюры материалов в крайнем пролете главной балки по положительным моментам.
В верхней зоне балки армирование выполняется 312 A-II входящих в состав верхней арматуры пролетных каркасов балки крайнего пролета. Несущая способность этих сечений балки по отрицательным моментам:
Сечение в среднем пролете:
Для подбора нижней арматуры среднего пролета балки принимая ориентировочно полезную высоту балки определяем необходимую высоту сжатой зоны сечения при :
Принимаем: 220+214 А-II ()
Размещение стержней арматуры принимаем согласно рисунка 9.
Рис. 9. Армирование главной балки в среднем пролете
Обрыв стержней второго ряда армирования.
В среднем пролете балки могут действовать также отрицательные моменты . Для восприятия этих моментов в верхней зоне балки устанавливаем арматуру 220+212 А-II ()
)Расчет наклонных сечений балки на поперечную силу.
Принимая для наклонных сечений балки полезную высоту вычисляем параметр:
Так как балка нагружена сосредоточенными силами длину проекций наклонных сечений принимаем равной расстоянию от опор балки до ближайшей к опоре сосредоточенной силы .
Требуемая интенсивность поперечного армирования:
Сечение у свободной опоры балки (участок 1):
В данном сечении поперечная арматура входит в состав 2-х каркасов К-1. Поперечные стержни принимаем 10 А-I с шагом 150 мм. Тогда:
Сечение слева от средней опоры (участок 3):
В данном сечении поперечная арматура входит в состав 2-х каркасов К-1 и 2-х каркасов К-4. В каркасах К-1 и К-4 поперечные стержни принимаем 10 А-I с шагом 150 мм. Тогда:
Сечение справа от средней опоры (участок 4):
В данном сечении поперечная арматура входит в состав 2-х каркасов К-3 и 2-х каркасов К-4. В каркасах К-4 поперечные стержни принимаем 10 А-I с шагом 150 мм а в каркасах К-3 поперечные стержни принимаем 8 А-I с шагом 200 мм Тогда:
)Расчет длин запуска обрываемых в пролете стержней за точки их теоретического обрыва
Для обеспечения прочности наклонных сечений главной балки по изгибающим моментам обрываем в пролете стержни продольной арматуры необходимо завести за точку теоретического обрыва на расстояние:
Q – поперечная сила в точке теоретического обрыва стержня;
qsw – интенсивность поперечного армирования балки в точке теоретического обрыва стержня;
d – диаметр обрываемого стержня.
Кроме того общая длина запуска стержня за точку теоретического обрыва должна быть не менее 20d и не менее 250 мм.
на участке 1 главной балки:
на участке 2 главной балки:
Поперечная арматура на участке состоит из стержней 10 А-I с шагом 400 мм входящих в состав 2-х каркасов К-1 и одного каркаса К-2. Тогда:
на участке 3 главной балки:
на участке 4 главной балки:
)Проверка прочности наклонного сечения на грани свободной опоры на действие изгибающего момента
Расчетная схема наклонного сечения главной балки на свободной опоре приведена на рисунке 10. Изгибающий момент в наклонном сечении воспринимается продольной арматурой доведенной до опоры и пересеченной наклонной трещиной поперечной арматурой балки. В нашем случае до опоры доведена арматура 1 в виде двух стержней 25 мм и частично заведена за грань опоры арматура 2 из двух стержней 18 мм.
Рис. 10. Расчетная схема наклонного сечения по изгибающему моменту у свободной опоры главной балки
Расчетное усилие в этих арматурах определяется с учетом коэффициента условий работы вводимого в расчет при недостаточной анкеровке арматуры. Длина запуска за грань опоры указанной арматуры соответственно составляет:
Длина анкеровки продольной арматуры:
Коэффициент условий работы арматуры:
Вычисляем долю изгибающего момента воспринимаемую доведенной до опоры арматурой:
Так как эпюра моментов главной балки на приопорном участке линейна то длину проекции наиболее опасного наклонного сечения определяем по формуле:
Величина действующего в опасном наклонном сечении изгибающего момента:
Несущая способность заданного наклонного сечения по изгибающему моменту:
Следовательно прочность наклонного сечения главной балки на свободной опоре не обеспечена. Для удовлетворения прочности сечения стержни 2 доводим до торца балки то есть .
Усиливаем также и поперечное армирование на приопорном участке балки для этого в каркасах К-1 на длине 900 мм от оси опоры устанавливаем поперечные стержни 12 из стали класса А-I с шагом 100 мм.
0мм (зона усиления поперечной арматуры);
Следовательно прочность наклонного сечения главной балки на свободной опоре по изгибающему моменту обеспечена.
)Проверка прочности главной балки на отрыв в местах опирания второстепенных балок:
Рассмотрим место опирания второстепенной балки в крайнем пролете у свободной опоры в этом месте самое слабое поперечное армирование главной балки. На участке длины зоны отрыва имеем следующую суммарную поперечную арматуру: 88 А-I в каркасах К-1 и 38 А-I в каркасе К-2. Суммарное усилие воспринимаемое этой арматурой:
Расчетное отрывное усилие:
> следовательно прочность на отрыв главной балки обеспечена.
РАСЧЕТ КОЛОННЫ ПОДВАЛЬНОГО ЭТАЖА
Размеры ячейки здания: ;
Высота этажа ; количество надземных этажей – 3 и плюс подвальный этаж.
Сечение колонн надземных этажей здания: 30Х30 см; сечение колонны подвального этажа предварительно принимаем 40Х40см.
Для определение длины колонны Hк принимаем высоту фундамента . Тогда: где - глубина заложения подошвы фундамента ниже уровня пола подвала здания.
Подсчет нагрузок на колонну подвального этажа выполняем в виде таблицы 2. В числителе дана нормативная нагрузка.
Наименование нагрузок
Длительно действующая часть нагрузки Nl
Масса конструкций покрытия:
– масса конструкции сборного покрытия:
– масса кровли рулонной трехслойной:
– масса утеплителя на покрытии здания:
Масса конструкций перекрытий над 1-м и 2-м этажами:
– масса конструкции сборного перекрытия:
– масса конструкции пола:
Масса конструкций перекрытий над подвалом:
– масса конструкции монолитного перекрытия над подвалом:
Масса колонн надземных и подвального этажей:
Временная нагрузка на перекрытия 1-го и 2-го этажей
Временная нагрузка на подвальное перекрытие
Полная расчетная нагрузка на колонну:
Длительно действующая часть:
Полная нормативная нагрузка на колонну:
)Расчет колонны на прочность:
Предполагая что колонна работает на центральное сжатие принимаем коэффициент армирования и определяем требуемое сечение колонны без учета коэффициента продольного изгиба:
Принимаем квадратное сечение колонны со стороной . Тогда .
Ориентировочное сечение продольной арматуры при :
Принимаем 425 А-III (
)Проверка прочности колонны:
Колонну рассчитываем как внецентренно сжатую на действие случайного эксцентриситета.
Расчетная длина колонны равна:
Величина случайного эксцентриситета назначается большей из величин: и или и .Принимаем .
Вычисляем величину критической силы:
Расчетное значение эксцентриситета:
Вычисляем характеристику сжатой зоны:
Критическое значение относительной высоты сжатой зоны сечения:
Предполагая что выразим напряжения в арматуре через высоту сжатой зоны бетона:
Допустим что (по 225 А-III).
Тогда находим значение х:
Проверяем несущую способность сечения:
Несущая способность колонны достаточна.
В качестве хомутов для армирования колонны принимаем стержни 6 А-I с шагом 500 мм.
Расчетная схема и армирование колонны приведены на рисунке 11.
Рис. 11. Расчетная схема и армирование колонны
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МОНОЛИТНОГО ФУНДАМЕНТА
ПОД МОНОЛИТНУЮ КОЛОННУ
Нагрузка на обрезе фундамента от нормативных нагрузок а от расчетных нагрузок .
Сечение монолитной колонны квадратное со стороной 40 см а на уровне пола до обреза фундамента – со стороной 50 см.
Расстояние от уровня пола подвального этажа до подошвы фундамента H1=100 см.
Усредненная нагрузка от единицы объема фундамента и грунта на его уступах .
Условное расчетное давление на грунт .
Рабочая арматура класса А-II:
)Определение габаритов фундамента:
Необходимая площадь подошвы фундамента:
Принимаем подошву фундамента квадратной со стороной . Тогда .
Находим давление на грунт под подошвой фундамента:
Следовательно размеры подошвы фундамента подобраны верно.
Разрез и план фундамента приведены на рисунке 12.
Рис. 12. Разрез и план фундамента
Определяем давление на грунт от расчетных усилий без учета веса фундамента и грунта на его уступах:
Минимальная полезная высота фундамента рассчитывается из условия его прочности на продавливание:
Принимая полную высоту фундамента а его полезную высоту . Назначаем плитную часть фундамента состоящей из двух ступеней высотой по 30 см каждая. Необходимая минимальная ширина верхней ступени определяется из условия прочности на продавливание нижней ступени по формуле:
Принимаем тогда вынос нижней ступени .
)Проверка фундамента на продавливание:
Проверка на продавливание производится для всего фундамент и для нижней ступени. Расчет ведется по формуле:
Проверка на продавливание всего фундамента:
условие выполняется следовательно прочность всего фундамента на продавливание обеспечена.
Проверка на продавливание нижней ступени фундамента:
условие выполняется следовательно прочность нижней ступени фундамента на продавливание обеспечена.
)Определение площади арматуры на подошве фундамента:
Подбор арматуры выполняется для сечений 1-1 и 2-2.
изгибающий момент в нормальном сечении от отпора грунта:
необходимая высота сжатой зоны сечения:
требуемая площадь сечения арматуры:
Подошву фундамента армируем нестандартной сварной сеткой с одинаковой арматурой в обоих направлениях (по 1016 А-II с шагом 200 мм). Тогда .
Так как фундамент армирован арматурой класса А-II то расчет по раскрытию трещин не производится.
Армирование подошвы фундамента осуществляется нестандартной сварной сеткой С-1.
Защитный слой принят с учетом наличия под подошвой фундамента бетонной подготовки равным 35 мм. Расстояние от концов стержней сетки до края фундамента принято равным 10 мм.
Проектное положение сетки при бетонировании фундамента обеспечивается укладкой ее на фиксаторы РМ (бетонные малой поверхности контакта с формой) с шагом 500 мм.
Для соединения монолитного фундамента с монолитной колонной подвала предусмотрены выпуски арматуры из фундамента 25 мм А-III. Диаметр выпусков и их количество определяется продольной рабочей арматурой колонны. Длина выпусков должна быть . Принимаем . Выпуски арматуры объединяются в объемный каркас хомутами 6мм из стали класса А-I.

Лист2.dwg

Схема расположения плит перекрытия и ригелей
стержень продольный 4 А-III
стержень поперечный 5 Вр-1
стержень поперечный 5 Вр-I
Спецификация сборных элементов
Разрез М 1:100. План М 1:100.
напрянаемой арматурой кл. А-V
Предварительно напряженная
ребристая панель со стержневой
Предварительно напряженная арматура принята 4 8 А-V.
Передаточная прочность бетона В35 не ниже Rbp=0
-5(после замоноличивания)
Петля монтажная 10 ВСт3сп
Характеристика изделия
перекрытия; 10-колонна; 11-упорный уголок; 12-ригель.
бетоном; 7-бетон замоноличивания; 8-монтажные швы; 9-плита
прокладка; 4-хомут; 5-арматурные сетки; 6-зачеканка жестким
-выпуски арматуры колонны; 2-рихтовочная пластинка; 3-листовая
Способ натяжения арматуры - электротермический.
стержень поперечный 4 Bp-1
стержень продольный 4 Bp-1

СОДЕРЖАНИЕ.doc

Расчет и конструирование плиты и главной балки монолитного железобетонного перекрытия
1. Компоновка перекрытия
2. Расчет и конструирование плиты
2.1. Расчетная схема плиты и нагрузки.
2.2. Статический расчет плиты
2.3. Проверка прочности сечения плиты на действие поперечной силы
2.4. Расчет на прочность нормальных сечений плиты (подбор арматуры)
2.5. Армирование плиты
3. Расчет и конструирование главной балки
3.1. Расчетная схема балки и нагрузки
3.2. Статический расчет балки с учетом перераспределения усилий
3.3. Проверка достаточности принятых размеров балки
3.4. Подбор продольной арматуры главной балки и определение ординат эпюры материалов
3.5. Расчет наклонных сечений балки на поперечную силу
3.6. Расчет длин запуска обрываемых в пролете стержней за точки их теоретического обрыва
3.7. Проверка прочности наклонного сечения на грани свободной опоры на действие изгибающего момента
3.8. Проверка прочности главной балки на отрыв в местах опирания второстепенных балок
Расчет ребристой сборной панели перекрытия
1. Установление размеров сечения плиты
2. Определение нагрузок и усилий
2.1. Характеристики панели бетона и арматуры
2.2. Исходное предварительное напряжение
2.3. Коэффициент точности натяжения gsp при механическом способе натяжения
3. Расчет прочности панели по сечению нормальному к продольной оси на действие изгибающего момента
4. Определение геометрических характеристик сечения
5. Вычисление потерь предварительного напряжения арматуры
6. Расчет по образованию трещин нормальных к оси панели
7. Расчет по раскрытию трещин нормальных к оси панели
8. Расчет по образованию трещин в верхней зоне в стадии обжатия
9. Расчет по образованию трещин в верхней зоне в стадии транспортирования
10. Расчет прочности панели в стадии транспортирования
11. Расчет прочности сечений наклонных к продольной оси панели
11.1. Расчет на действие поперечной силы по наклонной трещине
11.2. Расчет на действие поперечной силы по наклонной сжатой полосе
12. Расчет по образованию трещин наклонных к продольной оси панели
13. Расчет прогиба плиты в стадии эксплуатации
Библиографический список

рисунки для ПЗ.dwg

Спецификация монолитных элементов
стержень продольный 25 А-III
стержень продольный 18 А-III
стержень продольный 12 А-III
стержень поперечный 10 А-I
стержень поперечный 12 А-I
стержень поперечный 12 А-III
стержень продольный 20 А-III
стержень продольный 8 А-I
стержень продольный 14 А-III
Армирование главной балки сварными каркасами
План нижних сеток С-1
План верхних сеток С-2
Армирование монолитной плиты
сетками с продольным
Армирование плиты сварными
Сечения М 1:20. Схемы.
Разрез М 1:100. План М 1:100.
филиал в г. Златоусте
ЗД-410.801.2903.6328-КП
Размеры на чертежах каркасов даны по осям стержней.
Класс арматуры указан в спецификации.
Класс бетона монолитной главной балки В20.
Класс бетона монолитной плиты В20.
Рулонные сетки изготавливаются по ГОСТ 8478-81.
расположением арматуры
стержень продольный 8 А-III
стержень поперечный 8 А-III
Величины расчетных моментов от нагрузки и моментов на
эпюре материалов даны в кНхм.
стержень поперечный 8 А-I

Лист 1.dwg

Спецификация монолитных элементов
стержень продольный 25 А-III
стержень продольный 16 А-III
стержень продольный 12 А-III
стержень поперечный 10 А-I
стержень поперечный 12 А-I
стержень поперечный 12 А-III
стержень продольный 20 А-III
стержень продольный 8 А-I
Армирование главной балки сварными каркасами
Армирование монолитной плиты
сетками с продольным
Армирование плиты сварными
Сечения М 1:20. Схемы.
Разрез М 1:100. План М 1:100.
Размеры на чертежах каркасов даны по осям стержней.
Класс арматуры указан в спецификации.
Класс бетона монолитной главной балки В20.
Класс бетона монолитной плиты В20.
Рулонные сетки изготавливаются по ГОСТ 8478-81.
расположением арматуры
стержень продольный 8 А-III
стержень поперечный 8 А-III
Величины расчетных моментов от нагрузки и моментов на
эпюре материалов даны в кНхм.
стержень поперечный 8 А-I
стержень продольный 18 А-III
стержень продольный 14 А-III
План нижних сеток С-1
План верхних сеток С-2
филиал в г. Златоусте
ЗД-410.801.2903.6328-КП

Курсач с рамками 1234.doc

Размеры здания в плане 171×240 м (см. приложение 1).
Расстояние между продольными осями здания L1=57 м.
Расстояние между поперечными осями здания L2 = 48 м.
Толщина наружных стен 51 см.
Здание 4-этажное с высотой этажа — 42 м.
Поперечное сечение ригеля — прямоугольное.
Поперечное сечение панели — ребристая.
Для сборного перекрытия
a.класс бетона – В35 (Rb=115 МПа Rbt=09 МПа r=2500 кгм³)
b.класс напрягаемой арматуры – АV
c.метод натяжения арматуры на упоры – электротермический
Для монолитного перекрытия
a.класс бетона – В20 (Rb=115 МПа Rbt=09 МПа r=2500 кгм³)
b.класс рабочей продольной арматуры главной балки – АIII (Rs=365 МПа Rsw=290 МПа)
На сборные перекрытия:
a.нормативная временная нагрузка (полезная) – 8 кНм2
b.в том числе кратковременно действующая – 25 кНм2
На монолитное перекрытие над подвалом:
a.нормативная временная нагрузка (полезная) – 13 кНм2
b.том числе кратковременно действующая – 25 кНм2
Снеговая нагрузка – 07 кНм2
Коэффициент надежности по назначению здания gn=095. Относительная влажность воздуха — 80%.
Условное расчетное давление на грунт (R0) – 03 МПа.
Расчет и конструирование плиты и главной балки
монолитного железобетонного перекрытия.
1. Компоновка перекрытия
Вдоль поперечных осей здания расположим главные балки перекрытия с шагом второстепенные балки – параллельно продольным осям здания с шагом .
Предварительно зададимся размерами поперечных сечений элементов перекрытия:
– высота главной балки ;
– высота второстепенной балки ;
– ширина главной балки ;
– ширина второстепенной балки ;
– толщина плиты перекрытия назначается по формуле:
Глубина заделки главной балки в наружную стену здания второстепенной балки плиты .
2. Расчет и конструирование плиты
2.1. Расчетная схема плиты и нагрузки
Так как отношение сторон плиты то плиту следует рассчитать как балочную то есть работающую в одном коротком направлении. Для этого вырезаем полосу плиты шириной 1 м и рассчитываем ее по многопролетной неразрезной схеме (рис. 1). Расчетный пролет плиты:
При расчете балочной плиты нагруженной равномерно распределенной нагрузкой вырезают полосу шириной 1 м и рассматривают ее как многопролетную балку. Нагрузки на 1м такой полосы и на 1 м2 численно равны и отличаются только размерностью.
Нагрузки на 1 м2 поверхности плиты приведены в таблице 1. Нагрузки посчитаны с учетом коэффициента надежности по назначению .
Кратковременно действующая
Полная расчетная нагрузка на плиту:
Рис. 1. Конструктивная и расчетная схемы плиты
2.2. Статический расчет плиты
Расчетные значения изгибающих моментов в плите определяем с учетом перераспределения:
а)в средних пролетах и на средних опорах:
б)в первом пролете и на первой промежуточной опоре:
В средних полосах плиты перекрытия где элементы плиты окаймлены по всему контуру главными и второстепенными балками под влиянием возникающих в них распоров изгибающие моменты могут быть уменьшены на 20% при условии: . В нашем случае: следовательно в этих элементах плиты можно учесть уменьшение изгибающих моментов:
б)в первом пролете и на первой промежуточной опоре изгибающие моменты остаются без изменения:
Максимальная поперечная сила в плите будет действовать на первой промежуточной опоре со стороны крайнего пролета:
2.3. Проверка прочности сечения плиты на действие поперечной силы
Так как в плитах поперечная арматура не устанавливается то вся поперечная сила в сечении должна восприниматься только бетоном.
Расстояние от растянутой грани плиты до центра тяжести растянутой арматуры при защитном слое 10 мм и диаметре рабочей арматуры до 10 мм: тогда
Проверку прочности выполняем по формуле:
- условие выполняется значит прочность плиты на действие поперечных сил обеспечена.
2.4. Расчет на прочность нормальных сечений плиты (подбор
Сечения рассчитываем как прямоугольные с одиночной арматурой шириной и высотой . Предполагая что армирование плиты будет выполняться рулонными сетками сначала определяем сечение основной сетки.
Расчетный момент . Рассматриваем сечение на первой промежуточной опоре. Полезная высота сечения: h0=85 см.
Требуемая высота сжатой зоны бетона:
Требуемое усилие в арматуре сетки:
Подбираем требуемую площадь сечения арматуры из стали класса А-III (6 8 мм) при :
Принимаем (6 мм А-III шаг 150 мм)
Принимаем (6 мм А-III шаг 200 мм)
В незамкнутых полосах плиты принимаем дополнительную рулонную сетку из стержней 5 мм класса Вр-I с шагом 200 мм с сечением арматуры . Выполняем проверку прочности принятого армирования плиты в сечении на первой промежуточной опоре.
Арматура первого ряда армирования (дополнительная сетка): (5 мм класса Вр-I с шагом 200 мм ) .
Арматура второго ряда армирования (основная сетка): (6мм А-III шаг 150 мм ) .
Положение равнодействующей усилий во всей арматуре:
Высота сжатой зоны сечения:
Несущая способность сечения плиты:
Следовательно несущая способность сечения плиты обеспечена.
В законтуренных полосах плиты принимаем дополнительную рулонную сетку из стержней 6 мм класса А-III с шагом 200 мм с сечением арматуры . Выполняем проверку прочности принятого армирования плиты в сечении на первой промежуточной опоре.
Арматура первого ряда армирования (дополнительная сетка): (6 мм класса А-III с шагом 200 мм ) .
Арматура второго ряда армирования (основная сетка):
(6мм А-III шаг 200 мм ) .
2.5. Армирование плиты
Согласно расчета армирование выполняем сварными рулонными сетками с продольным расположением рабочей арматуры в рулоне.
Сварные сетки конструируются согласно ГОСТ 8478-81 «Сетки сварные для железобетонных конструкций» п. 1.5 1.6 и др. Условное обозначение марки сетки:
где D и – соответственно диаметр и шаг продольных стержней;
d и u – диаметр и шаг поперечных стержней;
A и L – ширина и длина сетки;
с1 и с2 – длина свободных концов продольных стержней;
k – то же поперечных
Ширину сеток принимаем равной:.
В незаконтуренных полосах плиты (в осях 1-2 и 5-6) принимаем:
– основная сетка С1:
– дополнительная сетка С2:
В законтуренных полосах плиты (в осях 2-5) принимаем:
– основная сетка С3:
– дополнительная сетка С4:
Армирование плиты монолитного перекрытия приведено на рисунке 2.
Рис. 2. Армирование плиты монолитного перекрытия
3. Расчет и конструирование главной балки
3.1. Расчетная схема балки и нагрузки
Главная балка рассчитывается как трехпролетная неразрезная нагруженная двумя сосредоточенными нагрузками в третях каждого пролета: постоянной G и временной Р.
Постоянная нагрузка:
Расчетная схема балки приведена на рисунке 3.
Рис. 3. Расчетная схема главной балки
3.2. Статический расчет балки с учетом перераспределения усилий.
Расчетные моменты в расчетных сечениях главной балки (кН*м)
Номер расчетного сечения
Постоянная нагрузка П
Временная нагрузка В1
Временная нагрузка В2
Временная нагрузка В3
Временная нагрузка В4
Временная нагрузка В5
Эпюры огибающих моментов главной балки до перераспределения усилий приведены на рисунке 4. Эпюры огибающих моментов главной балки после перераспределения усилий приведены на рисунке 5. Огибающая эпюра поперечных сил в главной балке приведена на рисунке 6.
Рис. 4. Эпюры огибающих моментов
главной балки до перераспределения усилий
Рис. 5. Эпюры огибающих моментов
главной балки после перераспределения усилий
Рис. 6. Огибающая эпюра поперечных сил в главной балке
3.3. Проверка достаточности принятых размеров балки.
Главная балка на восприятие положительных изгибающих моментов работает как тавровое сечение со сжатой полкой а на воспроизведение отрицательных моментов — как прямоугольное сечение.
При расчете балки с учетом перераспределения усилий должно соблюдаться условие: . Очевидно что небольшая величина высоты сжатой зоны бетона будет наблюдаться в сечении с максимальным отрицательным моментом то есть на грани опоры балки на колонну. Размеры сечения колонны принимаем: 40 х 40 см.
Величина изгибающего момента на грани опоры:
Предполагая что полезная высота сечения балки определяем высоту сжатой зоны бетона:
- условие выполняется следовательно размеры сечения главной балки достаточны.
3.4. Подбор продольной арматуры главной балки и определение
ординат эпюры материалов
а)Сечение на средней опоре:
На средней опоре сечение балки работает со сжатой зоной бетона в нижней части сечения. Поэтому расчет ведется для прямоугольного сечения балки.
Требуемое сечение рабочей арматуры на опоре:
Принимаем: 225+220 А-III ()
Размещение стержней арматуры принимаем согласно рисунка 7.
Рис. 7. Армирование главной балки на средней опоре
Проверка несущей способности сечения (нахождение ординаты эпюры материалов в опорном сечении балки):
Следовательно прочность сечения балки обеспечена.
Несущая способность сечения после обрыва двух стержней 20 мм:
б)Сечение в крайнем пролете:
При растяжении нижней зоны главной балки сечение работает как тавровое с полкой в сжатой зоне. Расчетная ширина сжатой полки принимается . Толщина полки .
Ориентировочная полезная высота сечения .
Необходимая высота сжатой зоны сечения:
Требуемое сечение арматуры:
Принимаем: 225+416 А-III ()
Размещение стержней арматуры принимаем согласно рисунка 8.
Рис. 8. Армирование главной балки в крайнем пролете
Несущая способность сечения после обрыва стержня 16 мм во втором ряду армирования:
Теперь обрываем 116 в первом ряду армирования.
Обрываем еще 216 во втором ряду армирования.
Т. о. получены ординаты эпюры материалов в крайнем пролете главной балки по положительным моментам.
В верхней зоне балки армирование выполняется 312 A-III входящих в состав верхней арматуры пролетных каркасов балки крайнего пролета. Несущая способность этих сечений балки по отрицательным моментам:
в)Сечение в среднем пролете:
Для подбора нижней арматуры среднего пролета балки принимая ориентировочно полезную высоту балки определяем необходимую высоту сжатой зоны сечения при :
Принимаем: 220+212 А-III ()
Размещение стержней арматуры принимаем согласно рисунка 9.
Рис. 9. Армирование главной балки в среднем пролете
Обрыв стержней второго ряда армирования.
В среднем пролете балки могут действовать также отрицательные моменты . Для восприятия этих моментов в верхней зоне балки устанавливаем арматуру 220+212 А-III ()
3.5. Расчет наклонных сечений балки на поперечную силу.
Принимая для наклонных сечений балки полезную высоту вычисляем параметр:
Так как балка нагружена сосредоточенными силами длину проекций наклонных сечений принимаем равной расстоянию от опор балки до ближайшей к опоре сосредоточенной силы .
Требуемая интенсивность поперечного армирования:
Сечение у свободной опоры балки (участок 1):
В данном сечении поперечная арматура входит в состав 2-х каркасов К-1. Поперечные стержни принимаем 10 А-I с шагом 150 мм. Тогда:
Сечение слева от средней опоры (участок 3):
В данном сечении поперечная арматура входит в состав 2-х каркасов К-1 и 2-х каркасов К-4. В каркасах К-1 и К-4 поперечные стержни принимаем 10 А-I с шагом 150 мм. Тогда:
Сечение справа от средней опоры (участок 4):
В данном сечении поперечная арматура входит в состав 2-х каркасов К-3 и 2-х каркасов К-4. В каркасах К-4 поперечные стержни принимаем 10 А-I с шагом 150 мм а в каркасах К-3 поперечные стержни принимаем 8 А-I с шагом 200 мм. Тогда:
3.6.Расчет длин запуска обрываемых в пролете стержней за точки их теоретического обрыва
Для обеспечения прочности наклонных сечений главной балки по изгибающим моментам обрываем в пролете стержни продольной арматуры необходимо завести за точку теоретического обрыва на расстояние:
Q – поперечная сила в точке теоретического обрыва стержня;
qsw – интенсивность поперечного армирования балки в точке теоретического обрыва стержня;
d – диаметр обрываемого стержня.
Кроме того общая длина запуска стержня за точку теоретического обрыва должна быть не менее 20d и не менее 250 мм.
на участке 1 главной балки:
на участке 2 главной балки:
Поперечная арматура на участке состоит из стержней 10 А-I с шагом 400 мм входящих в состав 2-х каркасов К-1 и одного каркаса К-2. Тогда:
на участке 3 главной балки:
на участке 4 главной балки:
3.7.Проверка прочности наклонного сечения на грани свободной опоры на действие изгибающего момента
Расчетная схема наклонного сечения главной балки на свободной опоре приведена на рисунке 10. Изгибающий момент в наклонном сечении воспринимается продольной арматурой доведенной до опоры и пересеченной наклонной трещиной поперечной арматурой балки. В нашем случае до опоры доведена арматура 1 в виде двух стержней 25 мм и частично заведена за грань опоры арматура 2 из двух стержней 16 мм.
Рис. 10. Расчетная схема наклонного сечения по изгибающему моменту у свободной опоры главной балки
Расчетное усилие в этих арматурах определяется с учетом коэффициента условий работы вводимого в расчет при недостаточной анкеровке арматуры. Длина запуска за грань опоры указанной арматуры соответственно составляет:
Длина анкеровки продольной арматуры:
Коэффициент условий работы арматуры:
Вычисляем долю изгибающего момента воспринимаемую доведенной до опоры арматурой:
Так как эпюра моментов главной балки на приопорном участке линейна то длину проекции наиболее опасного наклонного сечения определяем по формуле:
Величина действующего в опасном наклонном сечении изгибающего момента:
Несущая способность заданного наклонного сечения по изгибающему моменту:
Следовательно прочность наклонного сечения главной балки на свободной опоре не обеспечена. Для удовлетворения прочности сечения стержни 2 доводим до торца балки то есть .
Усиливаем также и поперечное армирование на приопорном участке балки для этого в каркасах К-1 на длине 900 мм от оси опоры устанавливаем поперечные стержни 12 из стали класса А-I с шагом 100 мм.
0мм (зона усиления поперечной арматуры);
Следовательно прочность наклонного сечения главной балки на свободной опоре по изгибающему моменту обеспечена.
3.8.Проверка прочности главной балки на отрыв в местах опирания второстепенных балок:
Рассмотрим место опирания второстепенной балки в крайнем пролете у свободной опоры в этом месте самое слабое поперечное армирование главной балки. На участке длины зоны отрыва имеем следующую суммарную поперечную арматуру: 810 А-I в каркасах К-1 и 38 А-I в каркасе К-2. Суммарное усилие воспринимаемое этой арматурой:
Расчетное отрывное усилие:
> следовательно прочность на отрыв главной балки обеспечена.
Расчет и конструирование ребристой сборной панели перекрытия
Ребристая плита опирается на ригели здания.
Размеры ригеля: hБ = 500 мм bБ = 04* hБ = 200 мм но так как bБ должна быть не менее 250 300 мм bБ принимаем равным 300 мм.
Номинальные размеры плиты в плане: 15Х48 м.
Расчетный пролет плиты: lp=l – b2 = 4800 – 3002 = 4650 (мм).
Плита изготавливается из тяжелого бетона класса В35 по поточно-агрегатной технологии с механическим натяжением арматуры на упоры. Изделие подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении. Панель эксплуатируется при относительной влажности воздуха в помещении %. Следовательно . Панель отнесена к 3-й категории трещиностойкости. Расчет прогибов следует производить при ограничении эстетическими требованиями.
Расчетные характеристики бетона при коэффициенте условий работы:
Продольная напрягаемая арматура класса А – V (А 800):
В ребрах панели устанавливаются сварные каркасы с нижними стержнями класса А – III (при d > 10 мм ) верхними и поперечными стержнями из арматурной проволоки класса Вр – I (при d = 5 мм ).
Полка плиты армируется сварными рулонными сетками из арматурной проволоки класса Вр – I (при d = 4 мм ).
Петли для подъема плиты приняты из арматурной стали класса А – I марки ВСт3пс2 и устанавливаются по концам продольных ребер.
Размеры поперечного сечения ребристой панели перекрытия приведены на рисунке 1.
Рис. 1. Размеры поперечного сечения ребристой панели перекрытия
1. Определение нагрузок и усилий.
Асфальтобетонный пол
Выравнивающий слой из тощего бетона
Собственный вес жб плиты с приведенной высотой 100 мм
Бетон замоноличивания швов
Подсчет нагрузок на 1 погонный метр длины панели при ее ширине 15 м:
)расчетная нагрузка:
)нормативная нагрузка:
постоянная и длительная:
2. Вычисление изгибающих моментов и поперечных сил
Выполняется как для простой балки опертой на двух опорах.
От расчетной нагрузки:
От нормативной полной нагрузки:
От нормативной постоянной и длительной нагрузки:
3. Расчет полки плиты
каждая ячейка работает на местный изгиб в 2-х направлениях.
Собственный вес 1 м2 полки:
Нагрузки на 1 м2 полки:
Общее уравнение предельного равновесия плит опертых по контуру:
Расположение арматуры в сечении:
Рабочая высота полки при толщине защитного слоя бетона 15 мм и арматуре 4 мм:
Граничная относительная высота сжатой зоны:
Вспомогательные коэффициенты:
Площадь сечения арматуры на 1 п.м. полки:
Минимальное количество стержней на 1 м сечения полки при шаге 200 мм в обоих направлениях:
мм Вр – I (Аs1 = Аs2 = 502 мм2 > Аsmax = 3534 мм2)
Принимаем сварную рулонную сетку С120020044 шириной 1300мм и длиной 4400 мм. Сетку С1 раскатывают между продольными ребрами понизу полки с подъемом над поперечными ребрами. Над продольными ребрами по всей их длине устанавливают сетки С220020044 и заводят их в полку на длину не менее 35d = 35*4 = 140 мм и не менее размера ячейки сетки т.е. 200 мм. Тогда принимаем ширину сетки С2600 мм т.е. кратной размеру ячейки.
4. Расчет поперечного ребра
Расчетную схему поперечного ребра можно принять в виде однопролетной свободно опертой балки с расчетным пролетом:
)равномерно распределенная нагрузка от веса ребра:
)треугольная нагрузка от полки с максимальной ординатой:
Усилия при таком загружении:
Поперечное ребро монолитно связано с полкой поэтому его расчетное сечение будет тавровым со средней шириной ребра: расчетной шириной полки: и толщиной полки .
Расчет прочности нормальных сечений:
)Рабочая высота сечения при арматуре до 10 мм и защитном слое 25 мм:
)Положение нижней границы сжатой зоны:
граница сжатой зоны располагается в полке и арматура подбирается как для прямоугольного сечения с размерами:
Требуемая площадь сечения продольной арматуры:
Принимаем 44 мм А – III (Аs =502 мм2)
Расчет прочности наклонных сечений:
Проверка необходимости постановки расчетной поперечной арматуры:
ВЫВОД: т.к. и то по расчету поперечная арматура не нужна и ее назначают конструктивно. Принимаем поперечные стержни 5 Вр – I с шагом S = h2 = 100 мм.
5. Исходное предварительное напряжение
6. Коэффициент точности натяжения
при электротермическом способе натяжения
7. Расчет прочности панели по сечению нормальному к продольной оси на действие изгибающего момента
Выясним где проходит граница сжатой зоны:
сжатая арматура не требуется.
Площадь сечения растянутой арматуры:
Принимаем 610 А – V (Аs =471 мм2)
8. Определение геометрических характеристик сечения
Примем ориентировочно тогда
Моменты сопротивления с учетом неупругих деформаций растянутого бетона:
9. Вычисление потерь предварительного напряжения арматуры
a)Потери от релаксации напряжения арматуры:
b)Потери от быстронатекающей ползучести бетона:
напряжение в бетоне на уровне центра тяжести арматуры с учетом потерь :
Момент от собственного веса как для свободно опертой балки:
потери вычисляются по формуле:
c)Потери первой группы:
d)Потери от усадки бетона:
e)Потери от длительной ползучести бетона:
f)Вторая группа потерь:
0 МПа – минимально принимаемое значение суммарных потерь значит для расчета принимаем
10. Расчет по образованию трещин нормальных к оси панели
К плите предъявляются требования третьей категории трещиностойкости поэтому
Расчет выполняется по формуле:
- условие не выполняется значит в растянутой зоне от внешней нагрузки трещины образуются. Следовательно необходимо произвести расчет по раскрытию трещин.
11. Расчет по раскрытию трещин нормальных к оси панели
Обозначим ширину раскрытия трещин:
a1 – от непродолжительного действия всей нагрузки;
a2 – от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок;
a3 – от длительного действия постоянной и длительной нагрузок.
Следовательно непродолжительная ширина раскрытия трещин:
продолжительная ширина раскрытия трещин:
Вычисления выполняются по формуле:
При непродолжительном действии нагрузки при продолжительном действии
Изгибающие моменты от нормативных нагрузок при и :
– от постоянной и длительной нагрузки М1=449 кН*м
– от полной нагрузки М2=549 кН*м
Приращения напряжений в арматуре:
При подсчете принимаем :
от постоянной и длительной нагрузки:
Ширина раскрытия трещин меньше допускаемой следовательно условие выполнено.
12. Расчет на образование трещин в верхней зоне в стадии обжатия
(принимается как для бетона класса В20: )
- момент от собственного веса в предположении что в момент отпуска плита выгибается вверх и оказывается свободно опертой по концам:
- условие выполнено значит трещины в верхней зоне не появляются.
13. Расчет прочности сечений наклонных к продольной оси панели
13.1. Расчет на действие поперечной силы по наклонной трещине
При равномерно распределенной нагрузке на балку на ее приопорных участках длиной l4 и при высоте балки шаг хомутов должен назначаться не более h2 и не более 150 мм. В остальной части пролета и при шаг хомутов следует назначать не более 3h4 и не более 500 мм. В нашем случае значит принимаем в остальной части пролета: принимаем .
В расчетном сечении число ветвей хомута составляет . Примем диаметр стержня хомута . Следовательно площадь поперечного сечения хомута составит: .
Расчет сведем к проверке достаточности принятого количества хомутов по формуле:
Сила принимается в нормальном сечении проходящем через наиболее удаленный от опоры конец наклонного сечения т.е.
- расстояние от опоры до конца трещины.
a)Учет влияния сжатых полок:
b)Учет влияния усилия обжатия Р2:
c)Определение величин Мb и qsw:
Проверка выполнения условия:
Условие не выполняется значит необходимо откорректировать значение :
e)Назначение длины проекции наклонной трещины с0:
- прочность сечения обеспечена принятое количество хомутов достаточно.
Библиографический список
Попов Н.Н. Железобетонные и каменные конструкции: Учеб. пособие. – М.: Высшая школа 1996.
Байков В.Н. Железобетонные конструкции: Общий курс. 3-е изд испр. – М.: Стройиздат 1978.
СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат 1987.
СНиП 2.03.01-84. Строительные нормы и правила. Бетонные и железобетонные конструкции. – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1985.
Байков В.Н. Строительные конструкции: Учебник для вузов. – М.:

Титул.doc

Федеральное агентство по образованию
Южно-Уральский государственный университет
филиал в г. Златоусте
Металлургический факультет
Кафедра Промышленного и гражданского строительства
Пояснительная записка
к 1-му курсовому проекту по курсу
«Железобетонные конструкции»
ЗВ-549.302.270102.1234.ПЗ
студент гр. ЗВ – 549

МОНОЛИТНОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ.doc

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МОНОЛИТНОГО РЕБРИСТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛОЧНЫМИ ПЛИТАМИ
ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Требуется рассчитать и законструировать монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами для трехэтажного производственного здания с неполным железобетонным каркасом. Размеры здания в плане 171Х240 высота этажа 42 м.
Нормативная временная нагрузка перекрытие – 130 кНм2 в том числе кратковременно действующая – 25 кНм2.
Для всех элементов перекрытия принят тяжелый бетон класса В20. Класс рабочей продольной арматуры главной балки и колонн принят А-III.
Расчетные характеристики бетона В20 при коэффициенте условий работы:
Продольная напрягаемая арматура класса А – III (А 400):
Поперечная арматура балок – из класса Вр-I:
Распределительная арматура плиты - 3-4 Вр-I.
КОМПАНОВКА ПЕРЕКРЫТИЯ
Вдоль поперечных осей здания расположим главные балки перекрытия с шагом второстепенные балки – параллельно продольным осям здания с шагом .
Предварительно зададимся размерами поперечных сечений элементов перекрытия:
– высота главной балки ;
– высота второстепенной балки ;
– ширина главной балки ;
– ширина второстепенной балки ;
– толщина плиты перекрытия назначается по формуле:
Глубина заделки главной балки в наружную стену здания второстепенной балки плиты .
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЛИТЫ
)Расчетная схема плиты и нагрузки:
Так как отношение сторон плиты то плиту следует рассчитать как балочную то есть работающую в одном коротком направлении. Для этого вырезаем полосу плиты шириной 1 м и рассчитываем ее по многопролетной неразрезной схеме (рис. 1). Расчетный пролет плиты:
При расчете балочной плиты нагруженной равномерно распределенной нагрузкой вырезают полосу шириной 1 м и рассматривают ее как многопролетную балку. Нагрузки на 1м такой полосы и на 1 м2 численно равны и отличаются только размерностью.
Нагрузки на 1 м2 поверхности плиты приведены в таблице 1. Нагрузки посчитаны с учетом коэффициента надежности по назначению .
Кратковременно действующая
Полная расчетная нагрузка на плиту:
Рис. 1. Конструктивная и расчетная схемы плиты
)Статический расчет плиты:
Расчетные значения изгибающих моментов в плите определяем с учетом перераспределения:
в средних пролетах и на средних опорах:
в первом пролете и на первой промежуточной опоре:
В средних полосах плиты перекрытия где элементы плиты окаймлены по всему контуру главными и второстепенными балками под влиянием возникающих в них распоров изгибающие моменты могут быть уменьшены на 20% при условии: . В нашем случае: следовательно в этих элементах плиты можно учесть уменьшение изгибающих моментов:
в первом пролете и на первой промежуточной опоре изгибающие моменты остаются без изменения:
Максимальная поперечная сила в плите будет действовать на первой промежуточной опоре со стороны крайнего пролета:
)Проверка прочности сечения плиты на действие поперечной силы:
Так как в плитах поперечная арматура не устанавливается то вся поперечная сила в сечении должна восприниматься только бетоном.
Расстояние от растянутой грани плиты до центра тяжести растянутой арматуры при защитном слое 10 мм и диаметре рабочей арматуры до 10 мм: тогда
Проверку прочности выполняем по формуле:
- условие выполняется значит прочность плиты на действие поперечных сил обеспечена.
)Расчет на прочность нормальных сечений плиты (подбор арматуры):
Сечения рассчитываем как прямоугольные с одиночной арматурой шириной и высотой . Предполагая что армирование плиты будет выполняться рулонными сетками сначала определяем сечение основной сетки.
Расчетный момент . Рассматриваем сечение на первой промежуточной опоре.
Требуемая высота сжатой зоны бетона:
Требуемое усилие в арматуре сетки:
Подбираем требуемую площадь сечения арматуры из стали класса А-III (6 8 мм) при :
Принимаем (6 мм А-III шаг 150 мм)
Принимаем (6 мм А-III шаг 200 мм)
В незамкнутых полосах плиты принимаем дополнительную рулонную сетку из стержней 5 мм класса Вр-I с шагом 200 мм с сечением арматуры . Выполняем проверку прочности принятого армирования плиты в сечении на первой промежуточной опоре.
Арматура первого ряда армирования (дополнительная сетка): (5 мм класса Вр-I с шагом 200 мм ) .
Арматура второго ряда армирования (основная сетка): (6мм А-III шаг 150 мм ) .
Положение равнодействующей усилий во всей арматуре:
Высота сжатой зоны сечения:
Несущая способность сечения плиты:
Следовательно несущая способность сечения плиты обеспечена.
В законтуренных полосах плиты принимаем дополнительную рулонную сетку из стержней 6 мм класса А-III с шагом 200 мм с сечением арматуры . Выполняем проверку прочности принятого армирования плиты в сечении на первой промежуточной опоре.
Арматура первого ряда армирования (дополнительная сетка): (6 мм класса А-III с шагом 200 мм ) .
Арматура второго ряда армирования (основная сетка): (6мм А-III шаг 200 мм ) .
Согласно расчета армирование выполняем сварными рулонными сетками с продольным расположением рабочей арматуры в рулоне.
Сварные сетки конструируются согласно ГОСТ 8478-81 «Сетки сварные для железобетонных конструкций» п. 1.5 1.6 и др. Условное обозначение марки сетки:
где D и – соответственно диаметр и шаг продольных стержней;
d и u – диаметр и шаг поперечных стержней;
A и L – ширина и длина сетки;
с1 и с2 – длина свободных концов продольных стержней;
k – то же поперечных
Ширину сеток принимаем равной:.
В незаконтуренных полосах плиты (в осях 1-2 и 5-6) принимаем:
– основная сетка С1:
– дополнительная сетка С2:
В законтуренных полосах плиты (в осях 2-5) принимаем:
– основная сетка С3:
– дополнительная сетка С4:
Армирование плиты монолитного перекрытия приведено на рисунке 2.
Рис. 2. Армирование плиты монолитного перекрытия
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ГЛАВНОЙ БАЛКИ
)Расчетная схема балки и нагрузки:
Главная балка рассчитывается как трехпролетная неразрезная нагруженная двумя сосредоточенными нагрузками в третях каждого пролета: постоянной G и временной Р.
Постоянная нагрузка:
Расчетная схема балки приведена на рисунке 3.
Рис. 3. Расчетная схема главной балки
)Статический расчет балки с учетом перераспределения усилий:
Расчетные моменты в расчетных сечениях главной балки (кН*м)
Номер расчетного сечения
Постоянная нагрузка П
Временная нагрузка В1
Временная нагрузка В2
Временная нагрузка В3
Временная нагрузка В4
Временная нагрузка В5
Эпюры огибающих моментов главной балки до перераспределения усилий приведены на рисунке 4. Эпюры огибающих моментов главной балки после перераспределения усилий приведены на рисунке 5. Огибающая эпюра поперечных сил в главной балке приведена на рисунке 6.
Рис. 4. Эпюры огибающих моментов
главной балки до перераспределения усилий
Рис. 5. Эпюры огибающих моментов
главной балки после перераспределения усилий
Рис. 6. Огибающая эпюра поперечных сил в главной балке
)Проверка достаточности принятых размеров балки:
При расчете балки с учетом перераспределения усилий должно соблюдаться условие: . Очевидно что небольшая величина высоты сжатой зоны бетона будет наблюдаться в сечении с максимальным отрицательным моментом то есть на грани опоры балки на колонну. Размеры сечения колонны принимаем: 40 х 40 см.
Величина изгибающего момента на грани колонны:
Предполагая что полезная высота сечения балки определяем высоту сжатой зоны бетона:
- условие выполняется следовательно размеры сечения главной балки достаточны.
)Подбор продольной арматуры главной балки и определение ординат эпюры материалов:
Сечение на средней опоре:
На средней опоре сечение балки работает со сжатой зоной бетона в нижней части сечения. Поэтому расчет ведется для прямоугольного сечения балки.
Требуемое сечение рабочей арматуры на опоре:
Принимаем: 225+220 А-III ()
Размещение стержней арматуры принимаем согласно рисунка 7.
Рис. 7. Армирование главной балки на средней опоре
Проверка несущей способности сечения (нахождение ординаты эпюры материалов в опорном сечении балки):
Следовательно прочность сечения балки обеспечена.
Несущая способность сечения после обрыва двух стержней 20 мм:
Сечение в крайнем пролете:
При растяжении нижней зоны главной балки сечение работает как тавровое с полкой в сжатой зоне. Расчетная ширина сжатой полки принимается . Толщина полки .
Ориентировочная полезная высота сечения .
Необходимая высота сжатой зоны сечения:
Требуемое сечение арматуры:
Принимаем: 225+416 А-III ()
Размещение стержней арматуры принимаем согласно рисунка 8.
Рис. 8. Армирование главной балки в крайнем пролете
Несущая способность сечения после обрыва стержня 16 мм во втором ряду армирования:
Теперь обрываем 116 в первом ряду армирования.
Обрываем еще 216 во втором ряду армирования.
Т. о. получены ординаты эпюры материалов в крайнем пролете главной балки по положительным моментам.
В верхней зоне балки армирование выполняется 312 A-III входящих в состав верхней арматуры пролетных каркасов балки крайнего пролета. Несущая способность этих сечений балки по отрицательным моментам:
Сечение в среднем пролете:
Для подбора нижней арматуры среднего пролета балки принимая ориентировочно полезную высоту балки определяем необходимую высоту сжатой зоны сечения при :
Принимаем: 220+212 А-III ()
Размещение стержней арматуры принимаем согласно рисунка 9.
Рис. 9. Армирование главной балки в среднем пролете
Обрыв стержней второго ряда армирования.
В среднем пролете балки могут действовать также отрицательные моменты . Для восприятия этих моментов в верхней зоне балки устанавливаем арматуру 220+212 А-III ()
)Расчет наклонных сечений балки на поперечную силу.
Принимая для наклонных сечений балки полезную высоту вычисляем параметр:
Так как балка нагружена сосредоточенными силами длину проекций наклонных сечений принимаем равной расстоянию от опор балки до ближайшей к опоре сосредоточенной силы .
Требуемая интенсивность поперечного армирования:
Сечение у свободной опоры балки (участок 1):
В данном сечении поперечная арматура входит в состав 2-х каркасов К-1. Поперечные стержни принимаем 10 А-I с шагом 150 мм. Тогда:
Сечение слева от средней опоры (участок 3):
В данном сечении поперечная арматура входит в состав 2-х каркасов К-1 и 2-х каркасов К-4. В каркасах К-1 и К-4 поперечные стержни принимаем 10 А-I с шагом 150 мм. Тогда:
Сечение справа от средней опоры (участок 4):
В данном сечении поперечная арматура входит в состав 2-х каркасов К-3 и 2-х каркасов К-4. В каркасах К-4 поперечные стержни принимаем 10 А-I с шагом 150 мм а в каркасах К-3 поперечные стержни принимаем 8 А-I с шагом 200 мм Тогда:
)Расчет длин запуска обрываемых в пролете стержней за точки их теоретического обрыва
Для обеспечения прочности наклонных сечений главной балки по изгибающим моментам обрываем в пролете стержни продольной арматуры необходимо завести за точку теоретического обрыва на расстояние:
Q – поперечная сила в точке теоретического обрыва стержня;
qsw – интенсивность поперечного армирования балки в точке теоретического обрыва стержня;
d – диаметр обрываемого стержня.
Кроме того общая длина запуска стержня за точку теоретического обрыва должна быть не менее 20d и не менее 250 мм.
на участке 1 главной балки:
на участке 2 главной балки:
Поперечная арматура на участке состоит из стержней 10 А-I с шагом 400 мм входящих в состав 2-х каркасов К-1 и одного каркаса К-2. Тогда:
на участке 3 главной балки:
на участке 4 главной балки:
)Проверка прочности наклонного сечения на грани свободной опоры на действие изгибающего момента
Расчетная схема наклонного сечения главной балки на свободной опоре приведена на рисунке 10. Изгибающий момент в наклонном сечении воспринимается продольной арматурой доведенной до опоры и пересеченной наклонной трещиной поперечной арматурой балки. В нашем случае до опоры доведена арматура 1 в виде двух стержней 25 мм и частично заведена за грань опоры арматура 2 из двух стержней 16 мм.
Рис. 10. Расчетная схема наклонного сечения по изгибающему моменту у свободной опоры главной балки
Расчетное усилие в этих арматурах определяется с учетом коэффициента условий работы вводимого в расчет при недостаточной анкеровке арматуры. Длина запуска за грань опоры указанной арматуры соответственно составляет:
Длина анкеровки продольной арматуры:
Коэффициент условий работы арматуры:
Вычисляем долю изгибающего момента воспринимаемую доведенной до опоры арматурой:
Так как эпюра моментов главной балки на приопорном участке линейна то длину проекции наиболее опасного наклонного сечения определяем по формуле:
Величина действующего в опасном наклонном сечении изгибающего момента:
Несущая способность заданного наклонного сечения по изгибающему моменту:
Следовательно прочность наклонного сечения главной балки на свободной опоре не обеспечена. Для удовлетворения прочности сечения стержни 2 доводим до торца балки то есть .
Усиливаем также и поперечное армирование на приопорном участке балки для этого в каркасах К-1 на длине 900 мм от оси опоры устанавливаем поперечные стержни 12 из стали класса А-I с шагом 100 мм.
0мм (зона усиления поперечной арматуры);
Следовательно прочность наклонного сечения главной балки на свободной опоре по изгибающему моменту обеспечена.
)Проверка прочности главной балки на отрыв в местах опирания второстепенных балок:
Рассмотрим место опирания второстепенной балки в крайнем пролете у свободной опоры в этом месте самое слабое поперечное армирование главной балки. На участке длины зоны отрыва имеем следующую суммарную поперечную арматуру: 810 А-I в каркасах К-1 и 38 А-I в каркасе К-2. Суммарное усилие воспринимаемое этой арматурой:
Расчетное отрывное усилие:
> следовательно прочность на отрыв главной балки обеспечена.
РАСЧЕТ КОЛОННЫ ПОДВАЛЬНОГО ЭТАЖА
Размеры ячейки здания: ;
Высота этажа ; количество надземных этажей – 3 и плюс подвальный этаж.
Сечение колонн надземных этажей здания: 30Х30 см; сечение колонны подвального этажа предварительно принимаем 40Х40см.
Для определение длины колонны Hк принимаем высоту фундамента . Тогда: где - глубина заложения подошвы фундамента ниже уровня пола подвала здания.
Подсчет нагрузок на колонну подвального этажа выполняем в виде таблицы 2. В числителе дана нормативная нагрузка.
Наименование нагрузок
Длительно действующая часть нагрузки Nl
Масса конструкций покрытия:
– масса конструкции сборного покрытия:
– масса кровли рулонной трехслойной:
– масса утеплителя на покрытии здания:
Масса конструкций перекрытий над 1-м и 2-м этажами:
– масса конструкции сборного перекрытия:
– масса конструкции пола:
Масса конструкций перекрытий над подвалом:
– масса конструкции монолитного перекрытия над подвалом:
Масса колонн надземных и подвального этажей:
Временная нагрузка на перекрытия 1-го и 2-го этажей
Временная нагрузка на подвальное перекрытие
Полная расчетная нагрузка на колонну:
Длительно действующая часть:
Полная нормативная нагрузка на колонну:
)Расчет колонны на прочность:
Предполагая что колонна работает на центральное сжатие принимаем коэффициент армирования и определяем требуемое сечение колонны без учета коэффициента продольного изгиба:
Принимаем квадратное сечение колонны со стороной . Тогда .
Ориентировочное сечение продольной арматуры при :
Принимаем 425 А-III (
)Проверка прочности колонны:
Колонну рассчитываем как внецентренно сжатую на действие случайного эксцентриситета.
Расчетная длина колонны равна:
Величина случайного эксцентриситета назначается большей из величин: и или и .Принимаем .
Вычисляем величину критической силы:
Расчетное значение эксцентриситета:
Вычисляем характеристику сжатой зоны:
Критическое значение относительной высоты сжатой зоны сечения:
Предполагая что выразим напряжения в арматуре через высоту сжатой зоны бетона:
Допустим что (по 225 А-III).
Тогда находим значение х:
Проверяем несущую способность сечения:
Несущая способность колонны достаточна.
В качестве хомутов для армирования колонны принимаем стержни 6 А-I с шагом 500 мм.
Расчетная схема и армирование колонны приведены на рисунке 11.
Рис. 11. Расчетная схема и армирование колонны
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МОНОЛИТНОГО ФУНДАМЕНТА
ПОД МОНОЛИТНУЮ КОЛОННУ
Нагрузка на обрезе фундамента от нормативных нагрузок а от расчетных нагрузок .
Сечение монолитной колонны квадратное со стороной 40 см а на уровне пола до обреза фундамента – со стороной 50 см.
Расстояние от уровня пола подвального этажа до подошвы фундамента H1=100 см.
Усредненная нагрузка от единицы объема фундамента и грунта на его уступах .
Условное расчетное давление на грунт .
Рабочая арматура класса А-II:
)Определение габаритов фундамента:
Необходимая площадь подошвы фундамента:
Принимаем подошву фундамента квадратной со стороной . Тогда .
Разрез и план фундамента приведены на рисунке 12.
Рис. 12. Разрез и план фундамента
Находим давление на грунт под подошвой фундамента:
Следовательно размеры подошвы фундамента подобраны верно.
Определяем давление на грунт от расчетных усилий без учета веса фундамента и грунта на его уступах:
Минимальная полезная высота фундамента рассчитывается из условия его прочности на продавливание:
Принимая полную высоту фундамента а его полезную высоту . Назначаем плитную часть фундамента состоящей из двух ступеней высотой по 30 см каждая. Необходимая минимальная ширина верхней ступени определяется из условия прочности на продавливание нижней ступени по формуле:
Принимаем тогда вынос нижней ступени .
)Проверка фундамента на продавливание:
Проверка на продавливание производится для всего фундамент и для нижней ступени. Расчет ведется по формуле:
Проверка на продавливание всего фундамента:
условие выполняется следовательно прочность всего фундамента на продавливание обеспечена.
Проверка на продавливание нижней ступени фундамента:
условие выполняется следовательно прочность нижней ступени фундамента на продавливание обеспечена.
)Определение площади арматуры на подошве фундамента:
Подбор арматуры выполняется для сечений 1-1 и 2-2.
изгибающий момент в нормальном сечении от отпора грунта:
необходимая высота сжатой зоны сечения:
требуемая площадь сечения арматуры:
Подошву фундамента армируем нестандартной сварной сеткой с одинаковой арматурой в обоих направлениях (по 1016 А-II с шагом 200 мм). Тогда .
Так как фундамент армирован арматурой класса А-II то расчет по раскрытию трещин не производится.
Армирование подошвы фундамента осуществляется нестандартной сварной сеткой С-1.
Защитный слой принят с учетом наличия под подошвой фундамента бетонной подготовки равным 35 мм. Расстояние от концов стержней сетки до края фундамента принято равным 10 мм.
Проектное положение сетки при бетонировании фундамента обеспечивается укладкой ее на фиксаторы РМ (бетонные малой поверхности контакта с формой) с шагом 500 мм.
Для соединения монолитного фундамента с монолитной колонной подвала предусмотрены выпуски арматуры из фундамента 25 мм А-III. Диаметр выпусков и их количество определяется продольной рабочей арматурой колонны. Длина выпусков должна быть . Принимаем . Выпуски арматуры объединяются в объемный каркас хомутами 6мм из стали класса А-I.

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СБОРНОГО.doc

РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ПЕРЕКРЫТИЯ (РЕБРИСТАЯ ПАНЕЛЬ)
ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Ребристая плита опирается на ригели здания.
Размеры ригеля: hБ = 500 мм bБ = 04* hБ = 200 мм но так как bБ должна быть не менее 250 300 мм bБ принимаем равным 300 мм.
Номинальные размеры плиты в плане: 15Х48 м.
Расчетный пролет плиты: lp=l – b2 = 4800 – 3002 = 4650 (мм).
Плита изготавливается из тяжелого бетона класса В35 по поточно-агрегатной технологии с механическим натяжением арматуры на упоры. Изделие подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении. Панель эксплуатируется при относительной влажности воздуха в помещении %. Следовательно . Панель отнесена к 3-й категории трещиностойкости. Расчет прогибов следует производить при ограничении эстетическими требованиями.
Расчетные характеристики бетона при коэффициенте условий работы:
Продольная напрягаемая арматура класса А – V (А 800):
В ребрах панели устанавливаются сварные каркасы с нижними стержнями класса А – III (при d > 10 мм ) верхними и поперечными стержнями из арматурной проволоки класса Вр – I (при d = 5 мм ).
Полка плиты армируется сварными рулонными сетками из арматурной проволоки класса Вр – I (при d = 4 мм ).
Петли для подъема плиты приняты из арматурной стали класса А – I марки ВСт3пс2 и устанавливаются по концам продольных ребер.
Размеры поперечного сечения ребристой панели перекрытия приведены на рисунке 1.
Рис. 1. Размеры поперечного сечения ребристой панели перекрытия
Нагрузки на 1 м2 поверхности плиты приведены в таблице 1. Нагрузки посчитаны с учетом коэффициента надежности по назначению .
Асфальтобетонный пол
Выравнивающий слой из тощего бетона
Собственный вес жб плиты с приведенной высотой 100 мм
Бетон замоноличивания швов
Кратковременно действующая
Подсчет нагрузок на 1 погонный метр длины панели при ее ширине 15 м:
)расчетная нагрузка:
)нормативная нагрузка:
постоянная и длительная:
ВЫЧИСЛЕНИЕ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ И ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ
Выполняется как для простой балки опертой на двух опорах.
От расчетной нагрузки:
От нормативной полной нагрузки:
От нормативной постоянной и длительной нагрузки:
каждая ячейка работает на местный изгиб в 2-х направлениях.
Собственный вес 1 м2 полки:
Нагрузки на 1 м2 полки:
Общее уравнение предельного равновесия плит опертых по контуру:
Расположение арматуры в сечении:
Рабочая высота полки при толщине защитного слоя бетона 15 мм и арматуре 4 мм:
Граничная относительная высота сжатой зоны:
Вспомогательные коэффициенты:
Площадь сечения арматуры на 1 п.м. полки:
Минимальное количество стержней на 1 м сечения полки при шаге 200 мм в обоих направлениях:
мм Вр – I (Аs1 = Аs2 = 502 мм2 > Аsmax = 3534 мм2)
Принимаем сварную рулонную сетку С120020044 шириной 1300мм и длиной 4400 мм. Сетку С1 раскатывают между продольными ребрами понизу полки с подъемом над поперечными ребрами. Над продольными ребрами по всей их длине устанавливают сетки С220020044 и заводят их в полку на длину не менее 35d = 35*4 = 140 мм и не менее размера ячейки сетки т.е. 200 мм. Тогда принимаем ширину сетки С2600 мм т.е. кратной размеру ячейки.
РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОГО РЕБРА
Расчетную схему поперечного ребра можно принять в виде однопролетной свободно опертой балки с расчетным пролетом:
)равномерно распределенная нагрузка от веса ребра:
)треугольная нагрузка от полки с максимальной ординатой:
Усилия при таком загружении:
Поперечное ребро монолитно связано с полкой поэтому его расчетное сечение будет тавровым со средней шириной ребра: расчетной шириной полки: и толщиной полки .
Расчет прочности нормальных сечений:
)Рабочая высота сечения при арматуре до 10 мм и защитном слое 25 мм:
)Положение нижней границы сжатой зоны:
граница сжатой зоны располагается в полке и арматура подбирается как для прямоугольного сечения с размерами:
Требуемая площадь сечения продольной арматуры:
Принимаем 44 мм А – III (Аs =502 мм2)
Расчет прочности наклонных сечений:
Проверка необходимости постановки расчетной поперечной арматуры:
ВЫВОД: т.к. и то по расчету поперечная арматура не нужна и ее назначают конструктивно. Принимаем поперечные стержни 5 Вр – I с шагом S = h2 = 100 мм.
ИСХОДНОЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
КОЭФФИЦИЕНТ ТОЧНОСТИ НАТЯЖЕНИЯ
ПРИ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОМ СПОСОБЕ НАТЯЖЕНИЯ
РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ ПАНЕЛИ ПО СЕЧЕНИЮ
НОРМАЛЬНОМУ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ
НА ДЕЙСТВИЕ ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА
Выясним где проходит граница сжатой зоны:
сжатая арматура не требуется.
Площадь сечения растянутой арматуры:
Принимаем 610 А – V (Аs =471 мм2)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК СЕЧЕНИЯ
Примем ориентировочно тогда
Моменты сопротивления с учетом неупругих деформаций растянутого бетона:
ВЫЧИСЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО
a)Потери от релаксации напряжения арматуры:
b)Потери от быстронатекающей ползучести бетона:
напряжение в бетоне на уровне центра тяжести арматуры с учетом потерь :
Момент от собственного веса как для свободно опертой балки:
потери вычисляются по формуле:
c)Потери первой группы:
d)Потери от усадки бетона:
e)Потери от длительной ползучести бетона:
f)Вторая группа потерь:
0 МПа – минимально принимаемое значение суммарных потерь значит для расчета принимаем
РАСЧЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН
НОРМАЛЬНЫХ К ОСИ ПАНЕЛИ
К плите предъявляются требования третьей категории трещиностойкости поэтому
Расчет выполняется по формуле:
- условие не выполняется значит в растянутой зоне от внешней нагрузки трещины образуются. Следовательно необходимо произвести расчет по раскрытию трещин.
РАСЧЕТ ПО РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН
Обозначим ширину раскрытия трещин:
a1 – от непродолжительного действия всей нагрузки;
a2 – от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок;
a3 – от длительного действия постоянной и длительной нагрузок.
Следовательно непродолжительная ширина раскрытия трещин:
продолжительная ширина раскрытия трещин:
Вычисления выполняются по формуле:
При непродолжительном действии нагрузки при продолжительном действии
Изгибающие моменты от нормативных нагрузок при и :
– от постоянной и длительной нагрузки М1=449 кН*м
– от полной нагрузки М2=549 кН*м
Приращения напряжений в арматуре:
При подсчете принимаем :
от постоянной и длительной нагрузки:
Ширина раскрытия трещин меньше допускаемой следовательно условие выполнено.
В ВЕРХНЕЙ ЗОНЕ В СТАДИИ ОБЖАТИЯ
(принимается как для бетона класса В20: )
- момент от собственного веса в предположении что в момент отпуска плита выгибается вверх и оказывается свободно опертой по концам:
- условие выполнено значит трещины в верхней зоне не появляются.
РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ СЕЧЕНИЙ
НАКЛОННЫХ К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ ПАНЕЛИ
РАСЧЕТ НА ДЕЙСТВИЕ ПОПЕРЕЧНОЙ СИЛЫ ПО НАКЛОННОЙ ТРЕЩИНЕ
При равномерно распределенной нагрузке на балку на ее приопорных участках длиной l4 и при высоте балки шаг хомутов должен назначаться не более h2 и не более 150 мм. В остальной части пролета и при шаг хомутов следует назначать не более 3h4 и не более 500 мм. В нашем случае значит принимаем в остальной части пролета: принимаем .
В расчетном сечении число ветвей хомута составляет . Примем диаметр стержня хомута . Следовательно площадь поперечного сечения хомута составит: .
Расчет сведем к проверке достаточности принятого количества хомутов по формуле:
Сила принимается в нормальном сечении проходящем через наиболее удаленный от опоры конец наклонного сечения т.е.
- расстояние от опоры до конца трещины.
a)Учет влияния сжатых полок:
b)Учет влияния усилия обжатия Р2:
c)Определение величин Мb и qsw:
Проверка выполнения условия:
Условие не выполняется значит необходимо откорректировать значение :
e)Назначение длины проекции наклонной трещины с0:
- прочность сечения обеспечена принятое количество хомутов достаточно.