На тему- Расчет железобетонных конструкций Проверил-

Работа добавлена на сайт samzan.net:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО Ж/Д ТРАНСПОРТА

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра: СК и СП

Расчетно – проектировочная работа

По дисциплине: Строительные конструкции

На тему: Расчет железобетонных конструкций

Проверил:	Выполнил:
Трофимова О.А.	Студент группы СЖД - 334
	Нуштаев В.И.

Екатеринбург 2007

Вариант 16

Задание № 1

Рассчитать железобетонную ребристую плиту перекрытия по двум группам предельных состояний и выполнить арматурный чертеж.

Исходные данные:

Размеры плиты:

l0= 6,5 м – расчетный пролет;

В= 2,8 м – ширина плиты;

hf’= 6 см – толщина полки; 

Нормативные нагрузки:

gn= 0,65 кн/м2- вес пола;

Рn= 10,5 кн/м2- длительна полезная нагрузка;

Gn=1,5 кн/м2- кратковременная полезная нагрузка;

Материалы:

Бетон – мелкозернистый бетон В 30;

Рабочая продольная арматура – А 11:

Монтажная и поперечная арматура – А 11 , Вр 1

Плита изготавливается без предварительного напряжения арматуры. Коэффициент условий работы бетона γn2 = 0,9. Коэффициент надежности по назначению γn =0,95.

Нормативные и расчетные нагрузки

Нагрузки на 1м2 перекрытия (кн/м2 )

Вид нагрузки	Нормативная	Коэф. Надежности по нагрузке	Расчетная
А. Постоянная 1. Вес пола 2.Собственный вес плиты 3. Полезная нагрузка	gn= 0,65 Gn=1,37 Рn= 10,5	1,2 1,1 1,2	0,78 1,51 12,6
ИТОГО:	qn1 = 12,52		q1 =14,89
В, Кратковременная 4. Полезная нагрузка	1,5	1,4	2,1
Полная нагрузка	qn =14,02		q = 16,99

Для плиты из мелкозернистого бетона Gn=18*hnp (кн/м2), где hnp – приведенная толщина бетона (м), вычисляется как отношение объема плиты к ее площади в плане.

Gn=18*hnp = 18*0,076= 1,37 кн/м2

V/A = (6,5*2,8*0,06 + 2*0,25*6,5*0,09)/6,5*2,8 = 0,076.

Усилия от нормативных и расчетных нагрузок

От действия нагрузок в сечениях плиты возникают изгибающие моменты и поперечные силы. Наибольший изгибающий момент – в середине пролета плиты, а наибольшая поперечная силы – у опоры.

Для расчетов плиты по предельным состояниям первой и второй групп требуется вычислить следующие значения изгибающих моментов и поперечных сил:

1.  От нормативной постоянной и длительной нагрузок:

 

2. От нормативной полной нагрузки:

 

 

 3. От расчетной нагрузки:

 

 

Характеристики прочности бетона и арматуры

Для выполнения расчетов по предельным состояниям первой и второй групп требуются следующие расчетные сопротивления бетона и арматуры:

Rb=17 МПа и Rb,ser=22 МПа – сжатие осевое (призматическая прочность) бетона;

Rb1=1,2 МПа и Rb1,ser=1,8 МПа – растяжение осевое бетона;

Rs=280 МПа – растяжение продольной арматуры (рабочей и монтажной);

Rsw=225 МПа – растяжение поперечной арматуры (хомутов);

Еб=30000 МПа – начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении;

Es=210000 МПа – модуль упругости арматуры;

Расчеты плиты по предельным состояниям первой группы – по прочности

Расчеты по прочности выполняются для сечений, нормальных к продольной оси элемента, на действие изгибающего момента М и для сечений, наклонных к продольной оси элемента, на действие поперечной силы Q.

М и Q принимаются от расчетной нагрузки.

Расчет плиты на действие изгибающего момента, возникающего от расчетной нагрузки

Расчетным поперечным сечением плиты является тавровое сечение с полкой, расположенной в сжатой зоне.

Значение bf’ , вводимое в расчет, принимается из условия, что ширина свеса полки в каждую сторону от ребра должна быть не более 1/6 пролета плиты l0 и не более: при hf’= 6 см  0,1 h= 0,1*25=2,5 см – ½ расстояния в свету между продольными ребрами;

Различают два расчетных случая элементов таврового сечения в зависимости от положения нижней границы сжатой зоны: в пределах полки и в ребре. Расчетный случай может быть установлен проверкой условия

М Rb* bf’* hf’(h0 – 0,5* hf’),

кНсм1,7*277*6*(21 – 0,5*6) = 50857,2кНсм

Где h0 – рабочая высота сечения – расстояние от сжатой грани бетона до центра тяжести растянутой рабочей продольной арматуры: h0 = h – a= 25 – 4 = 21 см, принимаем а = 4см.

Если условие выполняется, граница сжатой зоны проходит по полке; в противном случае она проходит в ребре.

Определение требуемой площади рабочей продольной арматуры проводится с учетом установленного расчетного случая.

Вычисляем коэффициент А0

По таблице в зависимости от  А0 находим относительную высоту сжатой зоны бетона ξ=0,12; ζ=0,94

Проверяем условие

ξ=0,12ξR=0,543

Где ξR – граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона, определяемое по формуле

Где ω=α – 0,008* Rb=0,8 – 0,008*17=0,664 – характеристика сжатой зоны бетона, здесь коэффициент α=0,8 – для мелкозернистого бетона;

Rs и Rb – в Мпа

Определяем требуемую площадь растянутой рабочей продольной арматуры

Назначаем количество и диаметры стержней растянутой рабочей продольной арматуры 4Ø40 А11 с Аs=50,24 см2

Расчет плиты на действие поперечной силы

Прочность наклонных сечений ребристой плиты на действие поперечной силы обеспечивается постановкой в ее ребрах поперечной арматуры (хомутов).

1.  Назначаем в зависимости от диаметра продольной арматуры диаметр стержней поперечной арматуры dsw и определяем площадь поперечного сечения двух стержней Аsw  => 2Ø10 Bp-1 c Asw= 1,57 см2
2.  Назначаем расстояние между поперечными стержнями вдоль элемента (шаг хомутов) Sw, учитывая следующие конструктивные требования:

    - на приопорных участках (равных при равномерной нагрузке ¼ пролета                                             l0= ¼ *6,5 м = 1,625 м) шаг поперечной арматуры не должен превышать: при высоте сечения h≤450мм: Sw≤h/2 = 250/2= 125мм и не более 150мм, принимаю Sw=125мм

    - на остальной части пролета при высоте сечения h<300мм: Sw≤ ¾ h= ¾ *250=187,5

3. Определяем усилие в хомутах на единицу длинны элемента для приопорного участка:

1.  Проверяем условие

Где φb3 = 0,5 – для мелкозернистого бетона;

      φn = 0 – коэффициент, учитывающий влияние продольных сил (они отсутствуют)

φf – коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и двутавровых элементах;

но не более 0,5

При этом b’f принимаем не более b+3h’f , поперечная арматура должна быть заанкерена в полке.

       5652Н/см 630Н/см – условие выполняется.

5.Определям длину проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента

Где φb2 = 1,7 – коэффициент, учитывающий влияние вида бетона (для мелкозернистого бетона).

Полученное значение С0 принимается не более 2h0 = 42см и не более значения С, а также не менее h0=21см , если С > h0 = 21 см.

Принимаю С0 = 25 см

Значение С можно получить по формуле :

Где Q – поперечная сила от расчетной нагрузки в сечении у опоры.

6.Определяем величину поперечной силы, воспринимаемой хомутами

Qsw = qsw*C0=5652*25=141300H=141,3кН

7.Определяем величину поперечной силы воспринимаемой бетоном

Но не менее φb3*(1+φn+φf)*Rbt*b*h0= 0,5*1,5*1,2*14*21=26,5.

8.Проверяем прочность плиты по наклонной трещине по формуле

Q≤Qb+Qsw=75,6+141,3=216,9кН

146,88кН≤216,9кН

9.Проверяем прочность плиты по наклонной полосе между наклонными трещинами по формуле

Q≤0,3*φw1*φb1*Rb*b*h0=0,3*1,63*0,83*17*14*21=202,85кН

146,88≤202,85кН

Где φw1 = 1+5*α*μw=1+5*7*0,018=1,63;

Здесь

 

β=0,01 – коэффициент, принимаемый для мелкозернистого бетона;

Rb – в МПа.

Расчет полки плиты на местный изгиб

Если в плите нет поперечных ребер , изгиб полки происходит между продольными ребрами. Полка рассчитывается как балка шириной bnn=1м. Расчетный пролет полки lnn равен расстоянию в свету между продольными ребрами.

Арматура по расчету на действие положительного и отрицательного моментов ставиться поперек полки.

Определяем изгибающие моменты.

С учетом пластических деформаций

Вычисляем коэффициент А0

Где bnn=100см, h0f=hf’=(1,52)см.

Принимаю h0f=2см.

По таблице в зависимости от А0 находим относительную высоту сжатой зоны бетона ξ=0,11 и ζ=0,945

Определяем требуемую площадь арматуры на 1 пог. м длины полки

 

Подбираем сетки для армирования полки по сортаменту 2Ø10 Вр – 1 с Аs=1,57см2

Расчет плиты на действие изгибающего момента, возникающего при ее подъеме и монтаже

Подъем и монтаж плиты осуществляется за четыре монтажные петли , устанавливаемые в продольных ребрах.

Расчет включает подбор монтажной арматуры и определение диаметра арматуры монтажных петель.

В качестве расчетной схемы принимается двухконсольная балка. Расстояние между опорами принимается равным расстоянию между петлями для монтажа плиты – примерно 0,6l=0,6*6,8=4,08м. Можно принять l=l0+0,3=6,5+0,3=6,8м

Подбор монтажной арматуры

Нагрузкой является собственный вес плиты qсв умноженный на коэффициент динамичности К=1,4

Где G – собственный вес плиты.

Определяем отрицательный изгибающий момент

Вычисляем коэффициент А0

Где b – ширина ребра расчетного поперечного сечения

h0=h – 3см=25 – 3=22см.

По таблице в зависимости от А0 находим ξ=0,01 и ζ=0,995

Определяем требуемую площадь арматуры на 1 пог. м длины полки

Назначаем диаметр стержней монтажной арматуры  2Ø4 А – 11 с Аs=0,25см2

Определение диаметров арматуры монтажных петель

Требуемая площадь поперечного сечения одной петли определяется по формуле

Для монтажных  петель элементов сборных ж/б конструкций применяется горячекатаная арматурная сталь класса А – 11 марки 10 ГТ (Rs=280 МПа).

По требуемой площади Аsn назначают диаметр монтажных петель Ø10 А – 11 с Аs =0,789 см2 

Расчет плиты по предельным состояниям второй группы

Расчет по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси плиты

К плитам перекрытий производственных зданий предъявляется требования третьей категории трещиностойкости, т.е. допускается ограничение по ширине непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин.

Под непродолжительным раскрытием трещин понимается их раскрытие при совместном действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, а под продолжительными – только постоянных и длительных.

Предельно допустимая ширина раскрытия трещин: непродолжительная αcrc=0,4 мм, продолжительная αcrc=0,3 мм.

Расчет по раскрытию трещин сводится к проверке условий

αcrc= αcrc1 - αcrc2 + αcrc3 ≤ 0,4 мм

αcrc ≤ 0,3мм

Где αcrc1 – ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия всей нагрузки;

       αcrc2 – ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок;

       αcrc3 –  ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и временных нагрузок;

Эти значения определяются по формуле

Где μ – коэффициент армирования сечения, принимаемый равным отношению площади сечения продольной рабочей арматуры к площади сечения бетона (при рабочей высоте h0 и без учета свесов полок).

, но не более 0,02. Принимаем μ= 0,02

δ = 1 – коэффициент ;

φ1 = 1- для αcrc1 и αcrc2;

φ1 = 1,75 – для мелкозернистого бетона;

η = 1 – коэффициент, принимаемый для стержневой арматуры периодического профиля;

d – диаметр продольной рабочей арматуры в мм;

σs – напряжение в растянутой арматуре;

Где Мi – изгибающий момент от

нормальной нагрузки, принимаемый при определении αcrc1 – Mn , а при определении  αcrc2 и αcrc3 – Мn1 ;

Z = h0 – 0,5*hf’ = 21 – 0,5*6 = 18см – плечо внутренней1 пары сил.

  Расчет по раскрытию трещин сводится к проверке условий

αcrc= αcrc1 - αcrc2 + αcrc3 = 0,106 – 0,095 + 0,166 =0,177мм ≤ 0,4 мм

αcrc = 0,177 мм ≤ 0,3мм

Расчет прогиба плиты

Расчёт сводится к проверке: ,

где: - прогиб плиты;

        - предельно допустимый прогиб.

При пролётах ребристой плиты м см.

Прогиб железобетонных элементов, имеющих трещины в растянутой зоне, определяют по кривизне оси при изгибе:

где:  - коэффициент, зависящий от схемы опирания элемента и характера нагрузки;

      - полная величина кривизны от нормативных нагрузок, определяемая по формуле:

Где  -  кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки;

       - кривизна от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок;

        -  кривизна от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок.

где: - изгибающий момент от нормативной нагрузки, принимаемый при определении - , а при определении и - ,

- для мелкозернистого бетона;

- коэффициент, при определении и - = 0,45, а при определении- = 0,10 (для мелкозернистого бетона).

Разрешается принимать , тогда =277*6=1662см2

Коэффициент ψs1=1,25 – φ1s*φm1=1,25 – 1,1*0,82=0,348, но не более одного

                         ψs2=1,25 – φ1s*φm2=1,25 – 1,1*0,92=0,238, но не более одного

                        ψs3=1,25 – φ1s*φm3=1,25 – 0,8*0,92=0,514, но не более одного

φ1s - коэффициент, учитывает влияние длительности действия нагрузки при определении и - φ1s = 1,1 , а при определении - φ1s =0,8

Коэффициент φm определяется по формуле:

Где Wp1 = γ*Wred = 1,75*5117,29=8955,26 - момент сопротивления приведённого сечения для крайнего растянутого волокна с учётом неупругих деформаций растянутого бетона;

- для таврового сечения с полкой в сжатой зоне;

Wred - момент сопротивления приведённого сечения по нижней зоне:

Где

As - площадь продольной рабочей арматуры;

Прогиб ж/б элементов, имеющих трещины в растянутой зоне, определяют по кривизне оси при изгибе

≤2,5см- условие выполняется.

1. свідомого носія національної культури менталітету українського способу мислення та сприйняття світу
2. Понятие испытания
3. Понятие взаимопонимани
4. варианте ответа правильно указаны все цифры на месте которых в предложении пишется Е Я н1 верю что есть
5. I Визначити чи зустрічається символ b в стрічці хоча б один раз
6. Реферат- Разработка устройства Видеопорт
7. Тема- Гормональні препарати Взаимодействие всех систем организма и адаптация к окружающей среде осущест
8. Высшая проба 20132014 учебного года время московское Время проведения московское UTC 4
9. Организация розничной торговли
10. Тема любви к Родине всегда была близка русскому человеку.html
11. длины векторов и соответственно а угол между векторами и
12. Влияние спорта на студенческую жизнь
13.  Вас пиерийские Музы дающие песнями славу Я призываю воспойте родителя вашего Зевса Слава ль ко
14. тема социальной поддержки основу которой составляют всеобщие социальные трансферты субсидии на товары и ус
15. 1Your bility to communicte effectively s business professionl gives both you nd your employer benefits in quicker problem solving Bmny professionl imges Cdecresed productivity Di
16. Дружба Горьковского района Клестер С
17. Создание условий для биотехнологического производства лекарственных средств
18. Профессиональное ориентирование в молодежной среде
19. Внешняя торговля США на современном этапе
20. тема архітектурних шкіл які здійснюють підготовку потрібних спеціалістів

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе