0
Реферат Строительные конструкции 2.
1. Расчет железобетонной многопустотной плиты междуэтажного перекрытия марки ПТМ 63.12.22-3,1 S 1200 СТБ 1383-2003 1.1 Исходные данные.
По степени ответственности здание относится ко второму классу (коэффициент надежности по назначению конструкций n =0,95), по условиям эксплуатации ХС1. Номинальные размеры плиты В=1,2 м, L =6,3 м. Конструктивные размеры L k =6,28м, B k =1,19м .Плита с предварительным напряжением изготовлена из бетона класса С25/30 с рабочей арматурой класса S 1200, натягиваемой электротермическим способом на упоры форм. 1.2 Подсчет нагрузок действующих на плиту Таблица 1.1 – Подсчет нагрузки на 1м 2 перекрытия.
Нормативная нагрузка, кН/м 2.
Расчетная нагрузка, кН/м 2.
1.1 Доска паркетная.
1.2 Мастика на клею.
1.4 Железобетонная плита.
2 – 700 201 2.2.4 01 17 ПЗ.
1.4 Определение расчетного пролета плиты l eff и расчетных усилий M.
Расчетный максимальный изгибающий момент.
Расчетная максимальная поперечная сила.
2 – 700 201 2.2.4 01 17 ПЗ.
1.5 Определение размеров расчетного сечения плиты.
Рисунок 1.3 – Действительное и расчетное поперечное сечение плиты.
Для определения расчетного сечения плиты, круглые пустоты панели заменяются на эквивалентное квадратное равной сечение со стороной h =0,9 159=143,1мм.Тогда толщина сжатой полки таврового сечения будет равна.
n - число пустот 1.6. Расчет рабочей арматуры.
Расчетное сечение тавровое.
геометрические размеры которого показаны на рисунке 2.6.Бетон тяжелый класса С 25 / 30 . для которого f ck =25МПа.
где c =1,5 – частный коэффициент безопасности для бетона. Рабочая арматура класса S 1200, для которой f pk =120 0МПа, f pd =960МПа (таблица 6.6) [1]. Расчет рабочей арматуры плиты производится исходя из методики расчета изгибаемых элементов по альтернативной модели в предположении прямоугольной эпюры распределения напряжений в сжатой зоне бетона. Для того чтобы определить случай расчета необходимо установить нахождение нейтральной оси, проверив выполнение условия 2.15.
где М f - изгибающий момент, воспринимаемый полкой таврового сечения и определяемый по формуле.
где с со v =30 мм – минимальный защитный слой бетона для условий эксплуатации ХС1.
n =20мм – предполагаемый максимальный диаметр арматуры.
при найденном значении m определяем и.
Значение граничной относительной высоты сжатой зоны сечения lim . при которой предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению, определяем по формуле 2.5.
где - характеристика сжатой зоны бетона, определяемая.
где k - коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона 0,85.
- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны сечения, принимаемое равным 500 Н/мм 2.
- напряжение в арматуре, определяемое при наличии напрягаемой арматуры по формуле.
где - величина предварительного напряжения в арматуре. В соответствии с указаниями пункта 9.8 [1] предварительное напряжение =(0,5. 0,9) следует назначать с учетом допустимых отклонений р . таким образом, чтобы выполнялось условие.
По таблице сортамента принимаем три стержня диметром 10 мм, которых мм 2 ,где определено по таблице 11.1. [4.
Уточняем значение рабочей высоты сечения d. мм.
1.7. Определение геометрических характеристик приведенного сечения.
Рисунок 1.4 – Приведенное сечение плиты.
Отношение модулей упругости.
где E cm , n =0,9·35·10 3 МПа - модуль упругости бетона класса С25/30 марки П1 по удобоукладываемости, подвергнутого тепловой обработке (таблица 6.2.
E s =20·10 4 МПа - модуль упругости для напрягаемой арматуры.
E s 1 =20·10 4 МПа - модуль упругости для ненапрягаемой арматуры.
Площадь приведенного сечения.
- площадь поперечного сечения семь продольных стержней диаметром 4мм класса S 500 сетки С-1 марки по ГОСТ23279-85. мм 2.
Потери от температурного перепада, определяемого как разность температур натянутой арматуры в зоне нагрева и устройства, воспринимающего усилие натяжения при нагреве бетона, следует рассчитывать для бетонов классов от до по формуле.
где - разность между температурой нагреваемой арматуры и неподвижных упоров (вне зоны прогрева), воспринимающих усилия натяжения. При отсутствии точных данных допускается принимать =65 ° С.
Потери от деформации анкеров, расположенных в зоне натяжных устройств . При электротермическом способе натяжения арматуры.
Потери, вызванные проскальзыванием напрягаемой арматуры в анкерных устройствах . При натяжении арматуры на упоры не учитываются.
Потери, вызванные деформациями стальной формы в расчете не учитываются, т.к. они учитываются при определении полного удлинения арматуры.
Потери, вызванные трением арматуры о стенки каналов или о поверхность бетона конструкций . При изготовлении конструкций с натяжением арматуры на упоры будут отсутствовать.
Потери, вызванные трением напрягаемой арматуры об огибающие приспособления . также не учитываются при данном методе натяжения арматуры.
Потери, вызванные упругой деформацией бетона . при натяжении на упоры определяются.
- расстояние от центра тяжести напрягаемой арматуры до центра тяжести приведенного сечения.
- усилие предварительного напряжения с учетом потерь, реализованных к моменту обжатия бетона.
Усилие предварительного обжатия к моменту времени . действующее непосредственно после передачи усилия предварительного обжатия на конструкцию, должно быть не более.
Величину определяют (как для элементов с натяжением арматуры на упоры.
Эксплуатационные потери (потери в момент времени.
Реологические потери, вызванные ползучестью и усадкой бетона, а также длительной релаксацией напряжений в арматуре определяются.
где - потери предварительного напряжения, вызванные ползучестью.
усадкой и релаксацией напряжений на расстоянии « x » от анкерного устройства в момент времени « t.
где - ожидаемое значение усадки бетона к моменту времени « t », определяемое по указаниям СНБ 5.03.01-02.
где - физическая часть усадки при испарении из бетона влаги, определяемая по таблице 6.3, при и RH =50.
- химическая часть усадки обусловленная процессами твердения вяжущего.
- коэффициент ползучести бетона за период времени от до . определенные по указаниям подраздела 6.1 или по приложению Б [1]. определяем по номограмме, показанной на рисунке 6.1 а при RH =50.
где u - периметр поперечного сечения элемента.
- напряжение в бетоне на уровне центра тяжести в напрягаемой арматуре, от, практически, постоянной комбинации нагрузок, включая собственный вес.
- начальное напряжение в бетоне на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры от действия усилия предварительного обжатия (с учетом первых потерь) в момент времени.
- изменения напряжений в напрягаемой арматуре в расчетном сечении, вызванные релаксацией арматурной стали. Допускается определять по таблицам 9.2 и 9.3 [2] в зависимости от уровня напряжений . Принимаем.
- напряжения в арматуре, вызванные натяжением (с учетом первых потерь в момент времени ) и действием практически постоянной комбинации нагрузок.
Для третьего релаксационного класса арматуры потери начального предварительного напряжения составляют 1,5% (таблица 9.2), тогда.
В формуле 2.30 сжимающие напряжения и соответствующие относительные деформации следует принимать со знаком «плюс». Так как.
Подставляем в формулу 2.29.
Среднее значение усилия предварительного обжатия в момент времени (с учетом всех потерь) при натяжении арматуры до упора следует определять по формуле.
но не принимать большим, чем это установлено условиями 2.38.
Условие 1.38 выполняется. 1.9. Расчет плиты по сечении наклонному к продольной оси.
Поперечная сила от полной расчетной нагрузки с учетом коэффициента.
Расчет производится на основе расчетной модели наклонных сечений. Проверить прочность плиты по наклонной полосе между наклонными трещинами в соответствии с условием.
Отношение модулей упругости.
где E cm , n =0,9·35·10 3 МПа - модуль упругости бетона класса С25/30 марки П1 по удобоукладываемости, подвергнутого тепловой обработке.
E s =20·10 4 МПа - модуль упругости для напрягаемой арматуры.
E s 1 =20·10 4 МПа - модуль упругости для ненапрягаемой арматуры.
- площадь сечения четырех продольных стержней диаметром 6мм из арматуры класса S 240.
- ширина ребра расчетного сечения.
- шаг поперечных стержней каркасов Кр-1 плиты.
. принимаем S =100 мм.
f ck =25МПа(таблица 6.1[3.
f yk =240МПа(таблица 6.6[3.
- коэффициент, определяемый по формуле.
где - коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 0,01.
Следовательно, прочность по наклонной полосе между наклонными трещинами обеспечена.Определим поперечную силу, воспринимаемую бетоном и поперечной арматурой.
- коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 2,0, учитывает влияние вида бетона.
- коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых элементах и определяется.
2. Расчет лестничной площадки марки 2ЛП25.12-4К.
По степени ответственности здание относится ко 2-му классу, коэффициент надежности n =0,95. Бетон класса 20/25.
( с = 1,5 – частный коэффициент безопасности для бетона.
Расчетное сопротивление бетона растяжению.
где - 5%-запас прочности на растяжение (табл.6.1[1.
Арматурная сетка плиты лестничной площадки из проволочной арматуры класса S 500 - f у d =417МПа (табл.6.5[5]).Рабочая арматура продольных ребер из стержневой арматуры класса S 500 - f у d =435МПа(табл.6.5[5])). Поперечная арматура – S 240 - f у d =174МПа.
Конструкция лестничной площадки показана на рисунке 2.1.
Рисунок 2 .1 – Конструкция лестничной площадки.
- предполагаемый диаметр арматуры плиты.
Определяем величину коэффициента m.
где – коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки, неблагоприят-ный способ её приложения и принимаемый для тяжелого бетона класса по прочнос-ти на сжатие не более С равным 0,85.
Определяем граничную величину коэффициента.
где c = 0,810; k 2 =0,416 – коэффициенты для определения параметров сжатия зоны бетона, определяются по таблице 2.5 [2.
- относительные деформации, соответствующие предельной сжимаемости бетона.
- относительная деформация арматуры, соответствующая пределу текучести арматурной стали.
Поскольку выполняется условие m = 0,017 m lim =0,375, то растянутая арматура достигла предельных деформаций, тогда C o = = = 1,947.
Находим значение.
Величину требуемой площади растянутой арматуру определяем по формуле.
Минимальное значение требуемой площади рабочей арматуры.
По таблице сортамента арматуры принимаем 6 стержней диаметром 4 мм S 500 на 1м плиты ( A st = 0, 754= мм 2 ), где min определено по таб. 11.1 [4.
min =26 x f ctm /f yk =26 x2,2/500=0,1144 0,13. Принимаем min =0,13.
Для восприятия пролетного момента M sd устанавливаем сетку С-1 с рабочими стерж-нями диаметром 4 мм класса S 500, расположенными через 150мм ( распределитель-ные стержни с шагом 200мм ). Для восприятия опорных моментов М sd устанавли-ваются 2 сетки С-2 из той же арматуры. 2.3. Расчет лобового ребра.
Расчетный пролет лобового ребра l eff =2,5м + 2 = 2,64м.
Расчетное сопротивление лобового ребра показано на рисунке 2.3.
Высота расчетного сечения h = 320 – 20 = 300мм.
Ширина растянутой полки b ’ f = 180мм.
Толщина растянутой полки h f = 80мм.
Толщина сжатой полки h ’ f = 90 - 20 = 70мм.
Рисунок 2.3 – Расчетное сечение лобового ребра.
При = = 0,233 0,1, в соответствии с указаниями пункта 2.1.2.6 [ 1] за рас- четную ширину сжатой полки принимаем из двух значений наименьшее.
b 1 =130мм – ширина лобового ребра по верху.
ось проходит по нижней грани, и определяем область деформирования для прямоугольного сечения с шириной b ’ f.
c cov - защитный слой бетона плиты, принятый по таблице 11.4[2] равный 25мм c cov = =20мм.
= 20мм - предполагаемый диаметр арматуры плиты.
= = = 0,264 lim 2 = 0,657, что указывает на то, что сечение находится в области деформирования 2.
По формулам таблицы 2.6 [14] находим величину изгибающего момента воспринимаемого бетоном, расположенным в пределах высоты полки.
М’ f = 0,19 550 265 2 0,85 13,33 = 97,82 кН м, поскольку выполняется условие М sd М’ f . то нейтральная ось располагается в пределах полки, в связи с этим дальнейший расчет производим как прямоугольного сечения имеющего размеры b = b ’ f = 550мм, d = 265мм.
Определяем m по формуле 2.3.
По таблице 2.7 при m =0,032 определили, что сечение находится в области 1 a и =0,969. Находим величину требуемой площади арматуры по формуле 2.7.
Минимальное значение требуемой площади арматуры.
где min определено по таб. 11.1 [4.
min =26 x f ctm /f yk =26 x2,2/500=0,1144 0,13. Принимаем min =0,13.
По таблице сортамента арматуры принимаем 2 стержня диаметром 10 мм класса S 500, для которых A st = 157 мм 2.
2.5 Расчет наклонного сечения лобового ребра на действие поперечной силы.
Поперечная сила от полной расчетной нагрузки V sd , = 25,47 кН с учетом коэффи-циента n = 0,95; V sd ,1 = V sd n = 25,47 0,95 = 24,20 кН.
Расчет производится на основе расчетной модели наклонных сечений.
М’ f = ( 0,424 - 0,424 2 ) 602,5 165 2 0,85 13,33 = 61,66 кН м, поскольку выполняется условие М sd М’ f . то нейтральная ось располагается в пределах полки, в связи с этим дальнейший расчет производим как прямоугольного сечения имеющего размеры b = b ’ f = 602,5мм, d = 165мм.
Определяем m по формуле 6.3.
По таблице 6.7 при m = 0,024 определили, что сечение находится в области 1а и = 0,974. Находим величину требуемой площади арматуры по формуле 2.7.
Минимальное значение требуемой площади арматуры.
где min определено по таб. 11.1 [4.
min =26 x f ctm /f yk =26 x2,2/500=0,1144 0,13. Принимаем min =0,13 По таблице сортамента арматуры принимаем 1 стержня диаметром 10 мм класса S 500, для которых A st = 78,5 мм 2.
2.8. Расчет наклонного сечения пристенного ребра на действие поперечной силы.
Поперечная сила от полной расчетной нагрузки V sd , = 4,91кН с учетом коэффи-циента n = 0,95.
Расчет производится на основе расчетной модели наклонных сечений.
Проверить прочность плиты по наклонной полосе между наклонными трещина-ми в соответствии с условием.
где = 0,9 32 10 3 МПа – модуль упругости бетона класса С марки П1, П2 по удобоукладываемости, подвергнутого тепловой обработке.
E s =20 10 4 МПа – модуль упругости арматуры.
где = 174МПа – расчетное сопротивление поперечной арматуры по таблице 6.5 [5.
Следовательно, прочность на действие поперечной силы по наклонной трещине обеспечена.
Поперечные ребра армируем конструктивно с помощью каркаса Кр-3 с рабочей арматурой, требуемая минимальная поперечная площадь поперечного сечения которой.
Принимаем диаметр рабочей арматуры равным 10мм класса S 500, для которого A st , min = 78,5 мм 2. с поперечной арматурой диаметром 6мм класса.
S 240 и монтажной арматурой диаметром 12мм класса S 240.
2 – 700 201 2.2.4 01 17 ПЗ.
3. Пример расчета фундаментной подушки под продольную.
стену по оси « А » 3.1 Исходные данные.
Здание с техподпольем, наружные стены толщиной 660 мм. Глубина заложения фундамента d =2,4-1,35=1,05 м, грунты основания суглинок, маловлажные, средней плотности =0,25МПа. 3.2 Подсчет нагрузок.
Грузовая площадь А гр =6300/2 3500=3,150 3,50=11,03м 2.
3,50 м – расстояние между осями смежных оконных проемов.
3,15 м – половина расстояния между осями несущих стен.
Рисунок 3.1 – Фрагмент плана и фрагмент разреза по стене.
2 – 700 201 2.2.4 01 17 ПЗ.
Таблица 3.1. – Подсчет нагрузок на 1м 2 кровли.
Нормативная нагрузка кН/м 3.
Огрунтовка битумная 0,005х10500.
Стяжка цем.-песч. 0,03х20000.
Керамзит =600 кг/м 3.
Таблица 3.2 – Подсчет нагрузок на 1м 2 над подвального перекрытия.
Нормативная нагрузка, кН / м 2.
Расчетная нагрузка, кН / м 2.
Мастика на клею 1,3кг/м 3.
Стяжка цем.- песч.
Гидроизоляция 4 кг/м 3.
2 – 700 201 2.2.4 01 17 ПЗ.
Таблица 3.3 – Подсчет нагрузок на 1м 2 междуэтажного перекрытия.
Нормативная нагрузка, кН/м 2.
Расчетная нагрузка, кН / м 3.
Мастика на клею 1,3кг/м 3.
Стяжка цем.- песч.
Нагрузка от стены высотой Н 1 =12,10 (3.1) h с m =0,66м – толщина стены.
0с m - среднее значение объемного веса материала стены.
0с m = (0,24 18+0,40 5+0,02 20)/0,66=10,18.
- размеры оконного проема.
- длина расчётного участка стены (расстояние между осями смежных оконных проемов.
=2,8 м – высота этажа; =(1,2 1,8)/(3,50 2,8)=0,221 – коэффициент проёмности.
N 1к =0,66м 12,10м 10,18кН/м 3 (1-0,221)=63,33кН/м3.
Нагрузка от оконного остекления, считая его массу 0,75кН/м 3 (тройное остекление.
(3.3) N 2к =1 2 ,10м 0,2 21 0,75кН/м3=2, 01 кН/м3.
где - расчётная поперечная сила в рассматриваемом сечении вызванная действием нагрузок.
V sd = P c cons n =302,725 0,1 0,95=28,76кН.
- расчётная поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечной арматуры, определяемая по формуле.
расчётное сопротивление бетона сжатию = f ck / c =16/1,5=10,67 M Па.
( - частный коэффициент безопасности для бетона.
расчётное сопротивление бетона растяжению.
где - 5% квантиль прочности на растяжение (табл.3.1 [1.
- площадь сечения продольной растянутой арматуры, укатываемой в расчёте прочности наклонного сечения, при условии что она заведена за расчётное сечение на длину не менее ( ) и надёжно закреплена.
минимальная ширина поперечного сечения элемента в растянутой зоне: . принимаем - напряжение в бетоне, вызванное наличием осевого усилия.
V Rd. ct =[0,12 1,89 (100 0,0015 16 ] 1000 250=75411Н=75,41кН.
V Rd,ct = 87 кН V Rd,ct,min = 75,41 кН.
V sd =28,76кН V Rd. ct =87кН, условие выполняется.
*