Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Февраля 2011 в 15:39, курсовая работа
Проектирование одноэтажного промышленного здания
По результатам компоновки конструктивной схемы перекрытия принята номинальная ширина плиты 1200 мм. Расчетный пролет плиты при опирании на ригель поверху:
Таблица 1.1- Нагрузки на 1м2 перекрытия
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке | Расчетная нагрузка,
кН/м2 |
Постоянная:
от массы плиты с
круглыми пустотами
1,1 2,53
От массы
пола
1,1
Итого:
3,4
Временная
10
В том числе:
длительная 8,5 1,2 10,2
кратковременная
Всего
13,4
В том числе постоян-
ная и
длительная
Расчетные нагрузки на 1 м длины при ширине плиты 1,2 м, с учетом коэффициента надежности по назначению здания (класс ответственности здания I):
для расчетов по первой группе предельных состояний ;
для расчета по второй группе предельных состояний
полная ;
длительная .
Расчетные усилия: для расчетов по первой группе предельных состояний
;
для расчета по второй группе предельных состояний
Назначаем геометрические размеры поперечного сечения плиты. Согласно таблицы 8 [2] не требуется корректировать заданный класс бетона В30.
Нормативные и расчетные характеристики тяжелого бетона класса В30 твердеющего в условиях тепловой обработки при атмосферном давлении, (для влажности 55%): Rbn=Rb,ser=22 МПа; Rb=17*0,9=15 МПа; Rbtn=Rbt,ser=1,8 МПа; Rbt=1,2*0,9=1,08 МПа; Eb=29000 МПа.
Нормативные и расчетные характеристики напрягаемой арматуры класса АТ-IVС: Rsn=Rs,ser=590 МПа; Rs=510 МПа; Es=190000 МПа.
Назначаем величину предварительного напряжения арматуры
Проверяем условия:
Предварительное напряжение при благоприятно влиянии с учетом точности натяжения арматуры будет равно
где =0,1 согласно п. 1.27 [2].
1.1 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы
Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси, М=82,061 кН*м. Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне. Согласно п. 3.16[2] при расчетная ширина полки
.
Проверим условие 44 [4]: условие не соблюдается т.е. граница сжатой зоны проходит в ребре.
В сжатой зоне принимаем арматуру 4ø8 АIII (Rsc=355 МПа), A/s=201мм2. Определим по формуле 46 [4] значение
; по пользуясь приложением IV [8] находим и .
Вычисляем относительную граничную высоту сжатой зоны по формулам п. 3.12 [2]. Находим характеристику сжатой зоны бетона где для тяжелого бетона. Тогда
, (где по
п. 312. [2]).
Т.к. , то согласно п. 3.7 [4], коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести можно принимать равным .
Вычисляем
требуемую площадь сечения
. Принимаем 4 ø18 AТ-IVС (Asp=1357,2 мм2).
Расчёт полки плиты на местную прочность.
Расчётный пролёт l0=335мм. Нагрузка на 1м2 полки толщиной 25мм будет равна:
.
Изгибающий момент для полосы шириной 1 м определяем с учётом частичной заделки в рёбрах по формуле:
Размещаем арматурную сетку в середине сечения полки, тогда:
Находим:
Назначаем диаметр рабочей арматуры сетки 3мм класса Вр-I (Rs=375МПа) и вычисляем требуемую площадь рабочей арматуры: Принимаем сетку с поперечной рабочей арматурой ø3 Вр-I с шагом s=200мм (5 ø 3, As=35,3мм2) .
Проверка прочности плиты по сечениям, наклонным к продольной оси, Qmax=55,87кН; q1=q=19,02кН/м. Поскольку п. 5.26 [2] допускает не устанавливать поперечную арматуру в многопустотных плитах, то выполним сначала проверку прочности сечения плиты на действие поперечной силы при отсутствии поперечной арматуры согласно п. 3.32 [2] или п. 3.30 [4].
Проверим условие (92) [4]. Так как то условие (92) выполняется.
Проверим условие (92) [4], принимая приближённо значение Qb1=Qb,min и с=2,5h0=2,5 0,19=0,475м.
Находим усилие обжатия от растянутой продольной арматуры: вычисляем принимаем φn=0,5; φb3=0,6 ( бетон тяжелый). Тогда Qb1=Qb,min=28,6 кH.
Поскольку Q=Qmax-q1c=55,87-19,02 0,475=46,84кН<Qb1=28,6 кН, то для прочности наклонных сечений требуется поперечная арматура.
Устанавливаем в каждом ребре плиты плоский каркас с поперечными стержнями из арматуры класса Вр-I диаметром 3 мм (Asw=28,3 мм; Rsw=270 МПа; Es=170000 МПа) с шагом s =100 мм.
Согласно формуле (72) [2], проверяем прочность по наклонной полосе ребра плиты между наклонными трещинами. Определяем коэффициенты φw1 и φb1: ;
;
отсюда
, ( для тяжелого бетона).
Тогда , т.е. прочность бетона ребер обеспечена.
Прочность наклонного сечения по поперечной силе проверяем из условия (75) [2]. Определяем величины и . Так как для одного ребра имеем мм, то принимаем в расчёте на все четыре ребра мм; тогда .
Поскольку , принимаем ; кНхм;
кН/м.
Проверяем условие : кН; поскольку Н/мм, условие выполняется , следовательно, не корректируем.
Так как м, принимаем м.
Определим длину проекции опасного наклонного сечения с: так как Н/мм, то значение с вычисляем по формуле м; поскольку м, принимаем с=0,633м и кН.
Так как кН и кН, то прочность наклонного сечения обеспечена.
При этом мм, т.е. выполнены требования п. 3.32 [2]. Кроме того, удовлетворены требования п. 5.27 [2], поскольку мм.
1.2 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы
Геометрические характеристики приведенного сечения, рассчитанные ЭВМ, имеют следующие значения.
Площадь приведенного сечения Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения Момент инерции приведенного сечения . Момент сопротивления приведенного сечения по нижней зоне , тоже по верхней зоне .
Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне , тоже для растянутой зоны в стадии изготовления и монтажа
Плечо внутренней пары сил при непродолжительном действии нагрузок , то же при продолжительном действии нагрузок .
Относительная высота сжатой зоны при продолжительном действии нагрузок ; суммарная ширина ребер приведенного сечения при расчете по второй группе предельных состояний b=20,52 см, а коэффициент φf=0,82.
Определим первые потери предварительного напряжения арматуры по поз. 1 - 6 табл. 5 [2].
Потери т релаксации напряжений в арматуре
;
потери от температурного перепада ;
потери от деформаций анкеров в виде инвентарных зажимов
;
и отсутствуют.
Таким образом, усилие обжатия P1 с учетом потерь по поз. 1 – 5 табл. 5 [2] равно
Точка
приложения усилия Р1 совпадает с
центром тяжести сечения
Определим потери от быстронатекающей ползучести бетона, для чего вычислим напряжения в бетоне в середине пролета от действия силы Р1 и изгибающего момента Мw от собственной массы плиты. Нагрузка от собственной массы плиты равна , тогда
Напряжение на уровне растянутой арматуры (т.е. при ) будет
Напряжение на уровне крайнего сжатого волокна (т.е. при )
.
Назначаем передаточную прочность бетона , удовлетворяющую требованиям п.2.6 [2].
Потери от быстро натекающей ползучести бетона будут равны:
на уровне растянутой арматуры ; поскольку , то (здесь коэффициент 0,85 учитывает тепловую обработку при твердении бетона);
на уровне крайнего сжатого волокна .
Первые потери , тогда усилие обжатия с учетом первых потерь .
Определим максимальное сжимающее напряжение в бетоне от действия силы Р1 без учета собственной массы, принимая у=у0=111мм, , где Поскольку , требования п. 1.29 [2] удовлетворяются.
Определим вторые потери предварительного натяжения арматуры по поз. 8 и 9 табл.5 [2].