Расчет и проектирование железобетонных конструкций многоэтажного здания в г. Ростов-на-Дону

     Содержание

 

1Исходные данные 

     Исходные  данные:

     1. Шаг колонн продольного направления  5,9 м

     2. Шаг колонн поперечного направления  6,4 м

     3. Число пролетов в продольном  направлении 5

     4. Число пролетов в поперечном  направлении 3

     5. Высота этажа 3,30 м

     6. Количество этажей 5

     7. Временная нормативная нагрузка на перекрытие 7,5 кН/м²

     8. Постоянная нормативная нагрузка от массы пола 0,9 кН/м²

     9. Класс бетона монол. конструкции  и фундамента В20

     10. Класс бетона для сборных конструкций В25

     11. Класс арматуры монолитных конструкций и фундамента А-II

     12. Класс арматуры сборных ненапрягаемых  конструкций А-II

     13. Класс предварительно напрягаемой арматуры A-V

     14. Способ натяжения арматуры на упоры – электро-термический

     15. Условия твердения бетона – тепловая обработка

     16. Тип плиты перекрытия – с круглыми пустотами

     17. Вид бетона для плиты – мелкозернистый А

     18. Глубина заложения фундамента 1,4 м

     19. Усл. расчетное сопротивление  грунта 0,28 МПа

     20. Район строительства г. Ростов-на-Дону

     21. Влажность окружающей среды 80%

     22. Класс ответственности здания I 

 

     2 Проектирование плиты  с круглыми пустотами 

     По  результатам компоновки конструктивной схемы перекрытия принята  плита П1номинальная ширина, которой 1800 мм.

П1 –  доборная плита 5900х1000

П2 –  рядовая плита 5700х1800

П3– связевая плита 5,9х1200

Подсчёт нагрузок на 1 м² перекрытия приведён в таблице 1. 

     Расчетный пролёт плиты при опирании на ригель поверху:

 

     Рисунок 2 – Расчетный пролёт плиты 

     

 

     

 мм 

  Таблица 1 – Нагрузки на 1 м² перекрытия. 
 
 
 

 

     Расчетные нагрузки на 1 м длины при ширине плиты 1,8 м с учётом коэффициента надёжности по назначению здания γn=1. Класс ответственности здания I.

     -для  расчетов по первой группе  предельных состояний:

     q=13,21∙1,8∙1=23,78 кН/м

     -для  расчетов по второй группе  предельных состояний:

     полная: q_пол.=11,16∙1,8∙1=20,09 кН/м;

     длительная: q_длит.=8,66∙1,8∙1=15,56 кН/м;

     Расчетные усилия:

     -для  расчетов по первой группе  предельных состояний:

 

 кН∙м; 

 

 кН;

     -для  расчетов по второй группе  предельных состояний: 

 

 кН∙м; 

 

 кН∙м; 

     Назначаем геометрические размеры плиты: 

 

Рисунок 3 – Основные размеры плиты 

     Нормативные и расчетные характеристики мелкозернистого  бетона класса В25, твердеющего в  условиях тепловой обработки при  атмосферном давлении, γ_b2=1 (для влажности 80%):

R_b=14,5 МПа; R_bn=R_b,ser=18,5 МПа;

R_bt=1,05 МПа; R_btn=R_bt,ser=1,6 Мпа;

E_b=21500 МПа.

     Нормативные и расчетные характеристики напрягаемой  арматуры класса А-V:

R_sc=500 МПа;       R_s=680 МПа;          R_sn= R_s,ser =788 МПа;             E_s=190000 МПа

     Назначаем величину предварительного напряжения арматуры σ_sp=700 МПа. Проверяем условие σ_sp+p ≤ R_s,ser; при: 

 МПа

где l – длина натягиваемого стержня.

     Т.к. σ_sp+p=700+88=788 МПа ≤ R_s,ser=788 МПа, то условие выполняется.

     Предварительное напряжение при благоприятном влиянии  с учётом точности натяжения арматуры будет равно: 

    σ_sp(1-Δγ_sp)=700(1-0,085)=640,5 МПа, 

где Δγ_sp при электротермическом и электротермомеханическом способах натяжения определяются по формуле: 

 

где п_р ¾ число стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента). 

     2.1 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы 

     2.1.1 Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси:

      М = 99,14 кН·м. Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне. Согласно п. 3.16 [СНиП]. При >0,1 расчетная ширина полки b_f^`=1750 мм; h₀=h-a=220-26=194 мм. 

       

Рисунок 4 - Сечение 

     Проверяю  условие [Пособие по проектированию пред. напряженных ЖБК, (44)]. 

 кН∙м>М=99,14 кН∙м,  

т.е. граница  сжатой зоны проходит в полке и  расчет производим как для прямоугольного сечения шириной b=b_f^`=1750 мм;

      Определим значение отсюда находим ξ=0,11; η=0,945.

     Вычислим  относительную высоту сжатой зоны бетона ξ_R. Найдём характеристику сжатой зоны бетона ω:

     ω = α-0,008∙R_b = 0,8-0,008∙14,5=0,684;

где: α = 0,8 для мелкозернистого бетона группы А.

     Тогда: 
 

где: s_sc,u ¾ предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, принимаемое для конструкций из тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов по СНиП 2.03.01-84 равным 500 МПа;

   s_sR —напряжение в арматуре, МПа, принимаемое для арматуры класса А-V равным:

     s_sR = R_s + 400 – s_sp – Ds_sp=680+400 – 448,35=631,65 МПа; (предварительное напряжение принято с учётом полных потерь s_sp=0,7∙640,5=448,35 МПа);

где: Ds_{s принимаем} ∆σ_sp=0;

     Поскольку класс арматуры А-V, кроме этого выполняется условие     ξ=0,11 < ξ_R=0,46 то расчетное сопротивление арматуры R_s умножается на коэффициент определяемый по формуле: 

g_; 

Вычислим  требуемую площадь сечения растянутой напрягаемой арматуры: 

g _мм²; 

Принимаем 8 стержней ǿ12 А-V (A_s=905 мм²). 

     2.1.2 Проверка прочности плиты по сечениям, наклонным к продольной оси.

Q_max=68,67 кН; q=23,78 кН/м;

     Поскольку п.5.26 [СНиП] допускает не устанавливать поперечную арматуру в многопустотных плитах, выполним проверку прочности сечения плиты на действие поперечной силы при отсутствии поперечной арматуры согласно п.3.32 [СНиП]. или 3.30 [Пособие].

Проверим  условие:

 кН > Q_max=38,14 кН,

т.е. условие  выполняется.

     Проверим  условие [Пособие по проектированию пред. напряженных ЖБК, (93)], принимая упрощенно Q_b1=Q_b,min и c≈2,5∙h₀ =2,5∙0,194=0,485 м; находим усилие обжатия от растянутой арматуры:

 кН.

Вычисляем:

 > 0,5.

Принимаем 0,5.