Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Октября 2009 в 15:55, Не определен
дипломный проект
2 Расчётно-конструктивный раздел
2.1
Расчёт ребристой плиты
Плита ребристая с размерами 1,5*5,1м ГОСТ 21506-87. Изготовляется по поточно – агрегатной технологии с электротермическим натяжением арматуры на упоры и тепловлажной обработки.
Бетон тяжелый класса В25 по прочности на сжатие (по табл. 12, 13, 15 и 18 [6]).
Rb=0.9*14.5=13.05 МПа
Rbt=0.9*1.05=0.95 МПа
Rb1ser=18.5 МПа
Rbtser=1.6 МПа
Eb=27000 МПа
Предаточная прочность бетона:
Rbp=20(R0bp=1.2*11.5 МПа, Rbp, ser=15 МПа, Rbpт=1,4 МПа).
Продольная напрягаемая арматура продольных ребер из стали класса Аг-IV (Rs=510 МПа,Rs ser=590 МПа, Es=190000 МПа) по табл. 19, 22*, 29* [6].
Остальная
арматура из стали класса Bp-IØ4мм Rs=365
МПа, Rs10=265 МПа, Es=170000 МПа) по табл.
23 [6] (при Ø5мм Rs=360 МПа, Rs10=26 МПа и из
класса АIII (при Ø до 8мм включая Rs=365 МПа,
Rs10=285 МПа, при Ø до 10мм и более Rs=365
МПа, Rs10=290 МПа для всех диаметров
Es=2*105 МПа. Плита используется при
строительстве здания относящего к классу
II, поэтому коэффициент надежности по
назначению ע=0,95. Место для строительства
город Кемерово, нагрузка Sser=2400Н. Коэффициент
надежности по нагрузке עf=1.4
Рисунок 2- Ребристая плита в плане
Рисунок 3- Ребристая плита в разрезе
Рисунок 3- Армирование
ребристой плиты
2.1.1
Подсчет нагрузок на плиту покрытия
Рисунок 4-Схема сбора
нагрузок
Таблица № 6
Вид нагрузки | Нормативная нагрузка Н/м2 | γf | Расчетная нагрузка Н/м2 | Примечание |
Постоянная
1 Слой Техноэласта-TITAN BASE |
0,01*2*104=200 |
1,3 |
0,95*1,3*200=247 |
|
2 Слой Техноэласта-TITAN TOP |
200 |
1,3 | 0,95*1,3*200=247 | |
3 Цементная стяжка | 0,3*1700=510 | 1,3 | 0,95*1,3*510=629,85 | |
4Железобетоная плита | 2000 | 1,1 | 0,95*1,1*2000=2090 | 2000 Н/м2 |
Итого постоянная нагрузка. | q n=2910 | q =3213,85 | ||
Временная
нагрузка
Длительная Кратковременная |
2400*0,7=1680 2400*0,7*0,5=840 2400 |
2400 2400*05=1200 2400 |
||
Полная
нагрузка
В том числе Длительная нагрузка Кратковременная |
4590 3750 2400 |
5613,85 |
2.1.2
Расчет полки
Полка
опирается на два продольных и
пять поперечных ребер. Пролетные полки
в свету равны: между продольными ребрами
L1=105-10=95см между поперечными L2=149-2*9=131см.Так
как отношение L2/ L1=131/95=1,37<2
то полку рассчитываем как многопролетную
разрезную балку.
Рисунок 5-Схема расчета
полки
При толщине ее 30см расчет ведем с учетом перераспределения усилий от развития пластичных деформаций. Изгибающий момент определяем по формуле: М=( q +р)L2/11
Где L= L1-b=1050-100=0,95м
q nре=0,03*25000=750 Н/м2
q ре=750*1,1=825 Н/м2
Общая нагрузка на плиту:
q=247+247+629,85+825=1948,85 Н/м2
М=(g+р)L2/11=(1948,85+2400)*0,
Рабочая высота полки h0=hf/2=3/2=1,5см.
Определяем: А0=М γn/B*h02*Rb*γb2
347,9*100/100*1,52*13,05*100=
B=100 γb2=0,9 Rb=13,05МПа
По А0→ι=0,805 ζ=0,27 табл. 3.1[7]
Площадь сечения арматуры класса ВрI на полосу шириной 1м:
As=M γn/ ι
h0 Rs=347,9*(100)*0,95/0,865*1,5*
Принимаем сборную сетку с продольной арматурой диаметром 4мм класса.
ВрI c шагом
100см. Принимаем сетку 150/250/4/3.
2.1.3 Расчет поперечного
ребра
Поперечное ребро можно рассматривать как балку на двух сборных опорах с расчетным пролетом, равным расстоянию, между осями продольных ребер L0=149см-9=140см, загруженную равномерно распределенной нагрузкой от собственного веса ребра:
qр=0,05+0,1/2(0,15-0,03)*25*
и нагрузкой по трапеции от полки, максимальная ордината которой:
q1=(1,49+1,05)/2*5613,85=7,
Общая нагрузка на ребро:
q= qр+ q1=0,25+7,129=7,379кН/м
Расстояние от опоры до максимальной ординаты эпюры загружения:
а=(149+105)/(2*2)=63,5см
Рисунок 6 - Расчетная схема поперечного ребра.
Изгибающий момент в середине пролета:
М=qL02/8-q1a2/6=7,379*1,42/8=
Поперечная сила:
Q=0,5(qL0-
q1а)=0,5(7,379*1,4-7,129*0,63)
Сечение поперечного ребра тавровое, его рабочая высота h0=15-3=12см ширина ребра b=(5+10)*0,5=7,5см толщина полки h׀f=3см и ширина полки b׀f= L0/3+10=107,6см
Рисунок
7-Схема сечения поперечного ребра
А0=М/
b׀f* h02*Rb=7,93*105/106,3*122*13,
По табл.III.1[7] ζ= 0,039
и требуемая площадь сечения продольной рабочей арматуры:
Аs= ζ* b׀f*
h0* Rb/Rs=0,039*107,6*12*13,05/
Принимаем 1Ø16АIII c As=2,011см2
Расчет прочности поперечного ребра по сечению наклонному к продольной оси.
Q=2,9кН.
Вычисляем проекцию расчетного наклонного
сечения на продольную ось «С». Влияние
свесов сжатых полок при пяти поперечных
ребер.φf=5*(0,75*(3 h׀f)h׀f/b* h0)=5*(0,75(3*3*3/7,5*12)=1,
Принимаем: φf=0,5 φn=0.
Вычисляем: 1+ φf+ φn=1+0,5+0=1,5
В=φb2(1+
φf+ φn)Rbt*b*h02=2*1.5*0.95*(100)*
В расчетном наклоном сечении:
Qb=Qsw=Q/2=2,9/2=1,45кН, отсюда С=В/0,5Q=106см>2 h0=2*12=24
принимаем С=24см
Тогда
Qb=В/С=307800/24=12825Н=12,
следовательно, поперечная арматура по расчету не требуется.
Принимаем диаметр поперечных стержней из условия сварки. При ds=16мм dsw=5мм класс ВрI. Шаг поперечных стержней принят из конструктивных требований.
S=h/2=150/2=75мм.
2.1.4
Статический расчет плиты в
продольном направлении (
Плита
работает как свободно опертая балка,
загружена равномерно распределяемой
нагрузкой. Расчетный пролет L0= Lк-
Lоп=5080-120=4960мм.
Рисунок 8 - Расчетная
схема
Нагрузка на 1м плиты при ее ширине ВН=3м
Нормативная:
постояная и длительная:
qng=3750Н/м*3=11250Н/м
кратковременная:
Рnch=2400*3=7200Н/м
Полная нормативная:
qn= qng+ Рnch=11250+7200=18450Н/м
Расчетная:
постоянная:
qs=3213,85*3=9641,55Н/м
кратковременная:
Рsh=2400*3=2400*3=7200Н/м
Полная: q= qs+ Рsh=9641,55+7200=16841,55Н/м
Расчетный
изгибающий момент от полной нагрузки.
М=qL02/8=18,450*4,962/8=56,
Расчетная поперечная схема от полной нагрузки.
Q= qL0/2=16,841*4,96/2=41,7кН
Нормативный изгибающий момент:
от длительной действующей нагрузки
Мne=11,25*4,962/8=34,59кН м
от кратковременной нагрузки:
Мnsh=7,2*4,962/8=22,14кН м
от полной нагрузки:
Мn=16,84*4,962/8=51,78кН м
Нормативная поперечная сила от полной нагрузки:
Qn=16,84*4,96/2=41,7кН.
Предварительное
определение площади сечения
продольной растянутой и поперечной
арматуры в продольных ребрах.
Рисунок
9-Схема определения площади
сечения продольной растянутой и поперечной
арматуры в продольных ребрах
b=2(9+7)/2=16см
h׀f=3см
b׀f=508/3+2*9=187см
Рабочая высота сечения: h0=30-3=27см
Так как изгибающий момент, воспринимаемый сжатой полкой сечения и растянутой арматурой.
Мf= b׀f* h׀f*Rb(h0-0,5 h׀f)=187*3*13,05(27-0,5*3)=
18668677Н*см=186,68кН*м>М=56,
В этом случае:
А0=М/
Rb* b* h02=56,73*105/13,05*187*272=0,
ι=0,68
Требуемая площадь сечения продольной предварительной арматуры при предположении γ=ι=1,2
Аs=М/ γ*Rs*
ι* h0=56,73*105/1,2*510*0,68*27=
Принимаем
2Ø18 с Аsp=5,09см2.
2.1.5
Определение геометрических
Площадь приведенного сечения плиты при отношении модулей.
ل=Es/Eb=190000/27000=7,04
Ared=A+ لAsp=(149-16)3+16*30+7,04+6,
Рисунок 10-Схема расположения
арматуры
Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани ребра:
Sred=ΣAi*уi=(149-16)3(30-0,5*
Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани ребра:
у0= Sred/ Ared=7760,13/892,3=8,69см.
Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до верхний грани:
у׀ 0=h- у0=30-8,69=21,31см
Расстояние от центра тяжести напрягаемой арматуры до центра тяжести сечения:Lop= уred-a=8,69-3=5,69см
Момент инерции проведенного сечения относительно его центра тяжести
Jred=(149-16)33/12+(149-16)3(
Момент сопротивления приведенного сечения относительно нижней грани:
Wred=Jred/ уred=33847/8,69=3804,86см3
то же относится верхней грани:
W ׀ red=Jred/ у 0׀ =33847,53/21,31=1588,34см3
Упруго-пластичный момент сопротивления относительно нижней грани при: j=1,75
Wpe=j*Wred=1,75*3804,86=6658,
относительно верхней грани:
W ׀
pe=j*W ׀ red=1,75*1588,34=2779,59см3
2.1.6 Предварительная
напряжение и его потери