Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ДП1-2-70 02 01-ТС42-2013
АС
2 Расчетно-конструктивный раздел
Исходные данные:
Номинальные размеры плиты перекрытия:6280х1490 мм
Верхний слой рулонного ковра:
3.Грунтовка праймером «Аутокрил»;
4.Цементо-песчаная стяжка - 30мм, М100;
5.Утеплитель-плита минераловатная толщиной – 240мм;
6.Пароизоляция обмазочная- 1 слой;
7.Железобетоная плита толщиной – 220мм.
2.1.1 Определение нагрузок и усилий.
Таблица №2.1Сбор нагрузки на 1м2 перекрытия
|
Наименование нагрузки |
Нормативная, Н/м2 |
γf |
Расчетная, Н/м2 |
|
Постоянная: |
|||
|
2слоя ОАО «биполикрин» 4х10х2=80 |
80 |
1.2 |
96 |
|
-цементно-песчаная стяжка 0,03х1800х10=540 |
540 |
1.3 |
702 |
|
Утеплитель-плита минераловатная 0,24х125х10= |
300 |
1,2 |
360 |
|
Пароизоляцияобмазочная 2 слоя 2*10=20 |
20 |
1,3 |
26 |
|
-ж\б плита 22см=0.22м 0.11х2750х10=2750м |
3025 |
1.35 |
4084 |
|
Итого постоянная |
3965 |
5268 |
|
|
Временная: |
|||
|
-кратковременная |
800 |
1.5 |
1200 |
|
-длительная |
- |
- |
|
|
Итого временная |
800 |
1200 |
|
|
Полная |
4765 |
6468 |
На 1мдлины панели шириной 150см действуют следующие нагрузки, Н/м:
кратковременная нормативная
Рn=800х1.5=1200 Н/м;
кратковременная расчетная
Р=1200х1.5=1800 Н/м;
постоянная и длительная нормативная
qn=3965х1.5=5947,5 Н/м;
постоянная и длительная расчетная
q=5268х1.5=7902 Н/м;
Итого нормативная
qn+рn=5947,5+1200=7147,5 Н/м;
Итого расчетная
q+р=7902+1800=9702 Н/м.
Расчетный пролет (крайняя плита):
l0=lпл– a,
гдеа-опирание плиты на стену;
l0=6,28-0.13=6,15м.
Расчетный изгибающий момент от полной нагрузки
М=ql02γn/8=9702х6,152х0.95/8=43575,8 Н*м;
Расчетный изгибающий момент от полной нормативной нагрузки
Мn=qnl0γn/8=7147,5х6,152х0.95/8=32100,2 Н*м;
Нормативная постоянная и длительная временная нагрузка
Мld=5947,5х6,152х0.95/8=26712,7 Н*м;
Нормативная кратковременная нагрузка
Мсd=1200х6,152х0.95/8=5389,7 Н*м;
Максимальная поперечная сила на опоре от расчетной нагрузки
Vsd= ql0γn/2=9702х6,15х0.95/2=28341,9 Н
2.1.2Подбор сечений.
Для изготовления сборной панели принимаем: бетонклассаС20/25; продольная арматура S400; поперечная арматураS240; для сеток–проволока классаS500.
Панель рассчитываем как балку прямоугольного сечения с заданными размерами bxh=150х22см (где b- минимальная ширина; h- высота панели). В расчете поперечное сечение пустотной панели приводим к эквивалентному двутавровому сечению. Заменяем площадь круглых пустот прямоугольниками той же площади и того же момента инерции.Вычисляем:
h1=0.9d=0.9х15,9=14,3см;
hn=
Приведенная толщина ребер b=147-7х14.3=46,9см (расчетная ширина сжатой полки b`f=117см);
2.1.3 Расчет по прочности нормальных сечений.
Отношение h`f /h=3.8/22=0.173>0.1; в расчет вводим всю ширину полки b`f=147см. Вычисляем по формуле:
m=
где d=h-c=22-3=19см.
по табл. 2.12 находим ζ=0.935; ξ=0.076;
Площадь сечения продольной арматуры
Аs=
предварительно принимаем 612; Аs=6,79см2, а также учитываем сетку из проволки4S500 (шаг 200);
84 Аs=1,01см2.
Аs=6,79+1,01=7,8 см2
2.1.4 Расчет по прочности наклонных сечений.
linc=ηc2(1+ηf+ηh)fctdхbxh2 / Vsd;
гдеηc2=2 – длятяжелогобетона;
ηf=7х0.75
linc=2(1+0.26)х1,0х106х0,469х0.192 / 28341,9 =1.5м>2d=2х0.19=0.38м;
fctd=
linc=0.38м;
VRd=42665,8/0.38=112278 Н >Vsd=26565 Н;
Поперечная арматура по расчету не требуется.
Назначаем арматуру 6 S240 шагом 10см у опор на участках длиной ¼ пролета, в средней части панели для связи продольных стержней каркаса по конструктивным соображениям ставим поперечные стержни через 50см.
2.1.5Расчет прогибов
l0/d=6,15/0.19=32,3> λlim=20,5 – условие не удовлетворяется требуется расчет прогибов;
По табл. Принимаем κ2=0.22; κ1=0.46;
ƒmax=5/48х7,82х0.0025=0.002м=0.2см<flim=3см.
Ширина раскрытия трещин определяем по формуле:
аrс=
δ=1 – как для изгибаемых элементов,
η=1- для стержневой арматуры периодического профиля,
d=1.4см – по расчету,
Еs=2.0х105 МПа – для стали,
δa=1,
φс=1.6-1.5μ=1.6-15х0.008=0.48;
σs=М/АSхZ1=М/Ws;
Здесь φ`f=0.55; h`f /d=3.8/19=0.2; d=19см, по формуле находим ξ
λ=φ`f [1-h`f / (2d)]=0.55 [1-3.8/(2x19)]=0.405;
Значение δ от действия от всей нормативной нагрузки:
то же, от действия постоянной и длительной нагрузки
Продолжаем расчет как прямоугольного сечения
Z1=d-0.5X=d-0.5ξd=d(1-0.5ξ)=19(1-0.5x0.124)=17.8см;
Упругопластический момент сопровлениеж/б таврового сечения после образования трещин
Ws=АsZ1=7.8х17.8=138.8см3;
Расчет по длительному раскрытию трещин
Mld=26712,7Нм. Напряжение в растянутой арматуре при действии постоянных нагрузок:
Ширина раскрытие трещины от действия постоянной нагрузки
условие удовлетворяется.
Расчет по кратковременному раскрытию трещин. Мn=32100,2Hм, напряжение в растянутой арматуре при совместном действии всех нормативных нагрузок:
Δδs=δs1+δs2=231-192=67МПа;
Соответствующие приращение ширины раскрытия трещин при φ1=1 будет:
Δаcrc1 – acrc2 =
Ширина раскрытие трещин при совместном действии всех нагрузок аcrc=0.067+0.043=0.11мм <аcrc1,max=0.4мм т.е. условие удовлетворяется.
2.1.7 Расчет плиты на монтажные нагрузки
С учетом коэффициента динамичности κd=1.4 расчетная нагрузка от собственного веса панели
q=κdγfgb=1.4x1.35x2750x1.49=7744.2H/м;
Отрицательный изгибающий момент консольной части панели
М=ql21/2=7744.2x0.72/2=1897.2H*м;
Пологая ,что Z1=0.9 h0, требуемая площадь сечения указанной арматуры составляет
Аs=
что значительно <принятой арматуры 410;S400; Аs=3.14см2;
Усилие на одну петлю составляют
N=ql/2=7744.2х6.28/2=24316 Н;
Площадь сечения арматуры петли
Аs=N/fуd=24316/218х106=1,12см2;
принимаем конструктивно стержни 12мм класса S240; Аs=1.131см2.
2.2Расчет железобетонного лестничного марша
ЛМ30.12.15-4
Исходные данные:
Рассчитать и законструировать железобетонный марш шириной 1200мм для лестницы жилого дома высота этажа 3м. Угол наклона марша 27, ступени размером 1530см, арматура каркасов класса S400, сеток -класса S500, хомуты S-240.
Расчетные данные:
Бетон класса С 12/15
fск=10,67 Мпа; fсtк=1,3 Мпа; cosʆ=0,891;
Е=30000 Мпа.
Для арматуры класса S400
fyd.=365Мпа; для проволочной арматуры кл.S500, fyd=410 Мпа;
2.2.1 Определение нагрузок
Таблица № 2.2 Сбор нагрузок на лестничный марш, Н/м2.
|
№ п/п |
Вид и расчет нагрузки |
Нормативная qн |
Коэф. надежн. γf |
Расчетн qр |
|
1 |
Постоянная: |
|||
|
Собственная масса типовых маршей по каталогу равна qн =3,6 кН/м2. |
3,6 |
1,1 |
3,95 |
|
|
Ограждения и поручни |
0,2 |
1,1 |
0,22 |
|
|
Итого постоянная |
3,8 |
- |
4,18 |
|
|
2 |
Временная: |
|||
|
-Длительная |
1,0 |
1,2 |
1,2 |
|
|
-Кратковременная |
2,0 |
1,2 |
2,4 |
|
|
Итого временная |
3,0 |
- |
3,6 |
|
|
Полная нагрузка |
6,8 |
7,78 |
Расчетная схема марша
Расчетная нагрузка на 1 м. длины марша:
q = (q+ν) а cos = 7,781,200,891 =8,31Кн/м.
Нормативная полная
qn=(qn+νn) а cos =6,81, 20,891Кн/м
Расчетный пролет марша
l0=lm(к) – 98мм – 1/2lon– 1/2lon=3490 – 98 – 1/290 – 1/290=3302мм – 3,302
Расчетный изгибающий момент в середине пролета марша:
М = = = 11,33Кнм.
Поперечная сила на опоре:
Vsd = = =13,72 Кн.
2.2.2 Предварительное назначение размеров сечения марша
Применительно к типовым заводским форматам назначаем толщину плиты (по сечениям между ступенями) hf= 30мм, высоту ребер (косоуров) h= 170мм и толщ.реберb2 = 80мм.
Действительное сечение марша заменяем на расчетное тавровое с полкой в сжатой зоне:
b = 2 b2 = 280=160мм, ширину полки:
bf=12 hf+ b =123+16=52 см.
Ширину полки принимаем за расчетное меньшее значение: bf= 52 см.
2.2.3 Расчет по прочности сечений наклонных к продольной оси элемента
Устанавливаем расчетный случай для таврового сечения:
Мfсdbfhf (d-0,5 hf)
где fcd =12/15=8 МПа=0,85 кН/см2– расчетное сопротивление бетона класса В15 сжатию;
γ=0,85 – коэффициент условной работы;
bf - ширина полки расчетного таврового сечения;
hf – толщина полки таврового сечения;
h0 – рабочая высота сечения; h0=h-a=17 – 2.5=14,5.
М=11,33 кНм<0,850,85523(14,5-0,53)=15,51Кнсм
т.е условие соблюдается нейтральная линия проходит в полке, поэтому сечение рассматриваем как прямоугольное шириной bf=52 см.
Вычисляем коэффициент:
m===0,129;
по табл. находим ζ=0,930; =0,14
Требуемая площадь сечения рабочей арматуры
Аs===2,19 см2
где Fyd=365 МПа=36,5 кН/см2 расчетное сопротивление растяжению арматуры класса S400
Принимаем 2стержня диам.12 класса S400 с Аs=2,26 cм2.
2.2.4 Расчет по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента.
Поперечная сила на опоре
Vsdγn=13,720,95=13,03 кН.
Вычисляем проекцию наклонного сечения на продольную ось с:
Bb=ηc2(1+ηf+ηN) fctdʆbd2
где ηc2 – коэффициент, учитывающий влияние вида бетона;
ηf – коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых элементах;
ηn – коэффициент, учитывающий влияние продольных сил;
fctd – расчетное сопротивление бетона растяжению; fctd=0,75 МПа
ηf =0,75
ηf=0,75; (1+ηf+ηN)=1+0,087 – 0 =1,087<1,5
Bc=21,0870,0750,91614,52=493,78 кНсм
В расчетном наклонном сечении поперечное усилие воспринимается бетоном:
VRd=Vsw=Vsd/2, а так как VRd=Bb/2 то проекция расчетного наклонного сечения на продольную осьc===75,79см, что больше 2d0=214,5=29см,
принимаем с=d0=29 см. Вычисляем:
VRd=кН >Vsd=13,03кН.
Следовательно, поперечная арматура по расчету не требуется.
В ¼ пролета назначаем по конструктивным соображениям поперечные стержни диаметром 6мм класса S240 80мм (не более h/2=170/2=85мм), площадью поперечного сечения Asw=0,283см2, расчетное сопротивление поперечных стержней fywd=175МПа; для двух каркасов n=2 и Аsw=0,566см2.
В средней части поперечную арматуру располагаем конструктивно с шагом 200мм. Производим расчет на действие поперечной силы по наклонной полосе между трещинами по формуле:
Vrd< 0,3φω1φb1fcdbd0
где φω1 – коэффициент, учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента
φω1=1+5αμω, но не более 1,3
α= Es/Eb –отношение модулей упругости арматуры и бетона.
μω=
где Аsw=0,566см2 – для двух стержней диаметром 6мм (класса S240);
Es=21104 МПа – для арматуры класса S240;
Еb=20,5103 МПа для бетона класса B15;
S – шаг поперечных стержней каркаса (S=80мм).
α=μω= φω1=1+510,240,044=1,23<1,3;
φb1=1 - βRbγb2=1 – 0,018,50,9=0,924;
где β – коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 0,01.
Тогда Vrd=13,03 кН < 0,31,230,9240,850,91614,5=60,51 кН;
Следовательно, прочность по наклонному сечению обеспечена.
Плиту марша армируем сеткой из стержней диаметром 4мм класса S500 с шагом 200мм и площадью сечения всех продольных стержней As1 =0,88см2. Хомуты выполняют из арматуры диаметром 6мм класса S240 с шагом 200мм.
2.2.5 Расчет по деформациям (прогибам)
Изгибающий момент в середине пролета равен от полной нормативной нагрузки:
qн=(1,52+3,0)1.2=5,4 Кн/м;
Мн===3,7Кнм;
q=1,521.2=1,5 Кн/м;
М===1,5Кнм;
qkp=3.01.2=3.6 Кн/м;
Мкр==2,5Кнм;
Определяем геометрические характеристики приведенного сечения:
N=Еа/Е=2105/0,30105=7,7;
Вычисление прогиба приближенным методом.
Проверяем условие, определяющее необходимость вычисления прогибов:
по табл. при и арматуре класса (А-I) S240 =10, тогда
Требуется расчет прогибов.
Прогиб в середине пролета:
где 1/-кривизна в середине;
здесь коэф. к1кр=0,58; к1дл=0,38 и к2дл=0,17;
приняты по табл. в зависимости от и ;
fм=
По таблице СК том 2 для ребристых перекрытий и лестниц. Условие соблюдается.
2.2.6 Расчет лестничного марша по раскрытию трещин, нормальных к
продольной оси
Согласно табл. лестничный марш относится к 3 категории трещиностойкости. Предельно допустимая ширина раскрытия трещин составляет:
a1kp=0.4мм и ат.дл=0,3мм.
По формуле ширина раскрытия трещин:
ат=
где k=1; Сд.кр.=1; Сд.дл.=1,5; =1,0; kc=1; (т.к. С=3см0,2h=0.217=3.4cм); d=16мм;
Расчет по длительному раскрытию трещин.
Ширину длительного раскрытия трещин определяют от длительного действия постоянных и длительных нагрузок.
Изгибающий момент в середине пролета:
Мдл=1,50Кнм.
Напряжение в растянутой арматуре:
=16Мпа
при длительном действии нагрузок принимаем:
Сд=1,
Коэффициент:
2.2.7 Расчет по кратковременному раскрытию трещин.
Ширину кратковременного раскрытия трещин определяем как сумму ширины раскрытия от длительного действия постоянных и длительных нагрузок ат3 и приращения ширины раскрытия от действия кратковременных нагрузок:
(ат1-ат2);
а1=(ат1-ат2)+ат3;
где ат3=0,23мм.
Напряжение в растянутой арматуре при кратковременном действии всех нагрузок:
Напряжение в растянутой арматуре от действия постоянных и длительных нагрузок:
Приращение ширины раскрытия трещин при СД=1 равно:
Суммарная ширина раскрытия трещин:
ат=0,054+0,031=0,085ммат.кр.=0,4мм,
см. табл. 84 стр. 234 СК том 2, т.е. условие удовлетворяется.