Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Загальні рішення

1.1 Розбивка сітки колони

Згідно завдання розрахунку підлягають елементи збірного балочного перекриття багатоповерхового промислового будинку з неповним залізобетонним каркасом.

Зовнішні стіни виконуються з цегли товщиною д= 640 мм.

Довжина будівлі L₁= 30 м, крок колони повздовж будівлі l₁ = 6,0 м, повздовж 5 кроків.

Ширина будівлі L₂ = 17,2 м, крок колон поперек будівлі l₂= 5,6+6,0+5,6 м, поперек 3 прольоти.

Розташування ригелів приймаємо повздовж будівлі, а плити перекриття поперек будівлі.

1.2 Вибір типів конструкцій і їх орієнтованих розмірів

Колони виконуються збірними залізобетонними, квадратного перерізу розміром b x h = 400 х 400 мм, висотою на один поверх, з прямокутними консолями розміром 150 х 150мм.

Стик колон виконується на відстані 650мм. від верху плит перекриття, нижній кінець колони першого поверху закріплюється в стакані монолітного залізобетонного фундаменту на 1000мм відраховуючи від підлоги першого поверху на позначці 0,000.

Ригелі приймаються збірні залізобетонні з полочками для спирання плит.

Висота ригелів приймається:

h _риг. = (1/8 ч 1/12)х ?₁

h _риг. = (1/8 ч 1/12)6,0=(0,75 ч 0,5) м

Приймаємо висоту ригелів h _риг. = 500 мм. Ширина ригелів дорівнюється ширині колони b = 400 мм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.2.1 Перетин ригеля

Плити приймаються збірні залізобетонні з круглими порожнинами d=159мм. Номінальна ширина рядових плит 1500 мм, висота h=220мм.

1.3 Додаткові вихідні дані

Згідно з завдання район будівництва м Севастопіль Величина снігового навантаження S₀= 0,77 кН/м² (додаток Е, стор.38 [1]), 1 район по вазі снігового покрову (рисунок 8.1 [1]).

Покрівлю приймаємо плоску рулону:

- шар гравію в мастиці с=28.0 кН/м³

- 4 шари руберойду

- цементно-піщана стяжка д= 40 мм, с= 20 кН/м³

- утеплювач шлакобетон товщиною 200 мм с= 10 кН/м³

- пароізоляція - 1 шар толю на мастиці

- плита покриття

Плити покриття приймаємо такі ж, як і у перекритті.

Снігове навантаження приймається

Повне S₀ = 0,77 кН/м²

Короткотривале Sⁿ_sh= S₀-Sⁿ_е=0,77-0,142=0,628 кН/м²

Квазіпостійне S_lⁿ= S_l/г_fм=0,148/1,04=0,142 кН/м²

Квазіпостійне розрахункове навантаження (довготривале) для снігового навантаження визначається по формулі

S_l =(0.4 S₀- S)С,

де S=0,16 кН/м², С - коефіцієнт визначаємо згідно формули 8.1 [1]

С=мClСаlt

м=1 - коефіцієнт переходу ґрунту до снігового навантаження на покрівлю, який визначається за 8.7, 8.8 [1]

Cl=1, згідно п. 8.9 [1], коефіцієнт, враховуючий режим експлуатації покрівлі.

Саlt=1, згідно 8.10 [1] - коефіцієнт географічної висоти

С=1·1·1=1

S_l = (0,4*0,77-0,16)1=0,148

Коефіцієнт надійності за граничним розрахунковим значенням снігового навантаження г_fм визначаємо згідно вказівок п.8.11 [1].

Термін експлуатації будівлі складає 60 років (додаток В [1].

г_fм = 1,04

Повне тимчасове навантаження на перекриття згідно завданню pⁿ= 6,5 кН/м², у тому числі,

короткотривала частина pⁿ_sh=pⁿ- pⁿ_е=6,5-2,7=3,8 кН/м²,

довготривала pⁿ_l= 2,7 кН/м²

2. Розрахунок плити перекриття

2.1 Призначення аналітичних розмірів

До розрахунку прийнята рядова плита П-1 номінальною шириною bn=1500 мм, шов між плитами приймаємо а=10мм, то конструктивна ширина плити

b_k = b_n - a

b_k = 1500-10=1490 мм

Приймаємо товщину ребер між порожнинами 26мм, то крок порожнин 159 + 26 = 185мм. Кількість порожнин складе

n = bk/185

n = 1490/185=8,1

Приймаємо n=7 порожнин. Крайні ребра плити виконуються шириною

(bk - n х 159 - (n - 1) x 26) / 2

(1490-7*159-(7-1)*26)/2=110,5 мм

Бокові зрізи по 15мм. Товщина поличок над і під порожнинами приймається

h'_f = h_f = h - 159/2

h'_f = 220 - 159/2 = 30,5мм

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.1.1 Перетин плити

Для визначення довжини плити розглянемо схему її спирання з одного боку на цегляну стіну, а з іншого на поличку ригеля

с=100-10=90мм, де

-100мм - ширина полочки ригеля;

-10мм - шов між плитою та ригелем, а на стіну с = 100мм.

Довжина плити

?_пл = ?_св + 330 + 90

?_пл = 5160+330+90=5580 мм,

Розрахунковий прольот - відстань між вісями опор

?_o = ?_n - (? '_оп/2) -(? _оп /2)

?_o = 5580-330/2-90/2=5370 мм = 5,37 м

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.1.2 Схема спирання

2.2 Збір навантажень

Навантаження на плиту складається з постійних від власної ваги конструктивної підлоги, ваги перегородок, а також тимчасових від людей, меблів, обладнання. Згідно завдання тимчасове навантаження складається Р_n = 650 кгc/м² = 6,5 кН/м².

Збір навантажень на перекриття виконується у табличній формі (таблиця 2.2.1.). Коефіцієнти надійності за навантаженням приймаємо згідно п.6.7 [1].

При визначенні навантажень на перекриття треба ввести нормативне значення, прийняте по п.6.6 [1] нормативне значення від ваги перегородок на 1м² складе: qⁿ _nep = 50кгс/м². Коефіцієнти надійності за навантаженням від тимчасових перегородок приймаємо згідно п.5.2 [1].

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.2.1 Вузол перекриття

Ксилоліт д= 10 мм=0,01 м с= 16 кН/м³

Прошарок з мастики N= 0,07кН/м2
Бетон д= 30 мм=0,03 м с= 24 кН/м3
Шлакобетон д= 50 мм=0,05 м с= 18 кН/м3
Багатопустотна залізобетонна плита перекриття д=220 мм

Табл.2.2.1 Збір навантажень на 1м² перекриття

Найменування навантаження	Формула підрахунку	Нормативне навантаження кН/м2	Коефіцієнт надійності по навантажененню гf	Розрахункове навантаження кН/м2
Постійні
Ксилоліт
д = 0,01 м; с= 16 кН/м3	дх с=0,01·16	0,16	1,2	0,192
Прошарок з мастики		0,07	1,3	0,091
Бетон
д = 0,03м; с= 24 кН/м3	дх с=0,03·24	0,72	1,3	0,936
Шлакобетон
д = 0,05м; с= 18кН/м3	дх с=0,05·18	0,9	1,3	1,17
Перегородка бетонна		0,5	1,1	0,55
Багатопустотна плита перекриття д =220мм		2,5	1,1	2,75
Разом постійні		?qn=4,202		?q=5,689
Тимчасові корисні, у т.ч.
-короткочасні		Pnsh=3,8	1,2	Psh=4,56
-квазіпостійні		Pn? =2,7	1,2	P?=3,24
Разом тимчасові		?Pn		?P=7,8
Усього повна, у т.ч.	4,202+6,5	?qn+?Pn= =10,702	5,689+7,8	?q+?P= =13,489
-короткочасна		Pnsh=3,8		Psh=4,56
-квазіпостійна	4,202+2,7	?qn+ Pn?= =6,902	5,689+3,24	?q+ P?= =8,929

Табл. 2.2.2 Збір навантажень на 1м² покриття

Найменування навантаження	підрахунку	Нормативне навантаження кН/м2	Коефіцієнт надійності по навантажененню гf	Розрахункове навантаження кН/м2
Постійні
Шар гравію втоплений в битумну мастику
д = 0,002м; с= 28кН/м3	дх с=0,002·28	0,056	1,3	0,0728
д = 0,004м; с= 10,5кН/м3	дх с=0,004·10,5	0,042	1,3	0,0546
4 шари руберойду на бітумній мастиці
д = 0,003м; с= 6кН/м3	4дх с=4·0,003·6	0,072	1,2	0,0864
д = 0,005м; с= 10,5кН/м3	4дх с=4·0,005·10,5	0,21	1,3	0,273
Цементно-піщана стяжка
д = 0,04м; с= 20кН/м3	дх с=0,04·20	0,8	1,3	1,04
Утеплювач-шлакобетон
д = 0,2м; с= 10кН/м3	дх с=0,2·10	2	1,3	2,6
Пароізоляція 1 шар толю на бітумній мастиці
д = 0,002м; с= 6,0кН/м3	дх с=0,002·6	0,012	1,2	0,0144
д = 0,003м; с= 10,5кН/м3	дх с=0,003·10,5	0,0315	1,3	0,041
Багатопустотна плита покриття д =220мм		2,5	1,1	2,75
Разом постійні		?qn=5,7235		?q=6,9322
Тимчасові снігові, у т.ч.
-короткочасні		Snsh=0,628	1,04	Ssh=0,65312
-квазіпостійні		Sn?=0,142	1,04	S?=0,148
Разом тимчасові	0,616+0,154	?S0=0,77		?S=0,80112
Усього повна, у т.ч.	5,7235+0,77	?qn+?S0=6,4935	6,9322+,80112	?q+?S= 7,73332
-короткочасна		Snsh=0,628		Ssh=0,65312
-квазіпостійна	5,7235+0,142	?qn+ Sn?=5,87	6,9322+,148	?q+ S?=7,08

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.2.2 Вузол покриття

Шар гравію втоплений в битумну мастику д = 0,002м; с= 28кН/м³

д = 0,004м; с= 10,5кН/м3
4 шари руберойду на бітумній мастиці д = 0,003м; с= 6кН/м3
д = 0,005м; с= 10,5кН/м3
Цементно-піщана стяжка д = 0,04м; с= 20кН/м3
Утеплювач-шлакобетон д = 0,2м; с= 10кН/м3
Пароізоляція -1 шар толю на бітумній мастиці д = 0,002м; с= 6,0кН/м3
д = 0,003м; с= 10,5кН/м3
Багатопустотна плита покриття

Збір навантаження на 1м погонний плити перекриття.

Повне розрахункове навантаження складе

q_мп = q_полн х b_n

q_мп = 13,489·1,5=20,234 кН/м

b_n - ширина плити (номінальний розмір);

2.3 Розрахункова схема та розрахунковий переріз плити перекриття

Плита працює, як однопрольотна розрізна балка з розрахунковим прольотом l_o = 5370 мм та рівномірно - розподіленим навантаженням q_мп = 20,234 кН/м.

Висоту тавра приймаємо рівною висоті плити h = 220мм. Ширину полички приймаємо

b'_f = b_k - 2 х 15

b'_f = 1490-2·15=1460 мм= 0,146 м

Товщину полички приймаємо

h'_f = (h - ) /2

h'_f = (220 - 159)/ 2 = 30,5мм

Ширину ребра приймається

b =(b'_f + b_f)/2- (n х159)

b = (1490+1460)/2-(7·159)=362 мм= 0,362 м

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.3.1 Розрахунковий перетин

2.4 Статичний розрахунок

Розрахунок на міцність по I групі граничних станів виконуємо на розрахункові навантаження. Згідно розрахункової схеми:

максимальний згинаючий момент складе

М = (q_{м п} х l_o² х г_n) / 8

М = (20.234·5.37²·0.95)/8=69,3 кНм

максимальна поперечна сила складе

Q = (qм п х lo х гn) /2

Q = (20,234·5,37·0,95)/2=52,0 кН

Де г_n = 0,95 -коефіцієнт надійності за призначенням будівлі [1]

2.5 Призначення класів матеріалів та їх розрахункових характеристик

Плита виконується з важкого бетону класу В30; робоча арматура прийнята класом А300С; поперекова арматура прийнята класом А240С; монтажна та інша прийнята класом А240С; монтажні петлі з арматури класом А240С.

Для бетону класу В30

розрахунковий опір стисканню Rb 17,0МПа табл.13 [2]; розрахунковий опір розтягненню Rbt = 1,2МПа табл.13 [2];

коефіцієнт умов роботи b2 = 0,9 табл.15 [2]

Уточнюємо розрахункові опори

R_b х _b2

17,0·0,9=15,3 Мпа = 15,3 х10³ кН/м²

R_bt х _b2

1,2·0,9=1,08 Мпа = 1,08 х10³ кН/м²

Модуль пружності бетону, який піддадуть тепловій обробці при атмосферному тиску

Е_b = 29 х 10³ табл.18 [2]

Для робочої арматури класу А300С

розрахунковий опір розтягненню R_s = 280МПа = 280 х 10³ кН/м²[4]

Для поперекової арматури класу А240С

розрахунковий опір розтягнутої арматури на дію поперечної сили

R_sw = 175МПа= 175 х 10³ кН/м² [ 4]

E_s = 210 х 10³ МПа п 2.1.2.9 [ 4]

2.6 Розрахунок міцності нормальних перерізів

Вся ширина полочки вводиться до розрахунку. Задаємося розміщенням в один ряд приймаючи попередньо d = 20мм. Відстань від центра ваги робочої арматури до зовнішньої зони бетону складе

а = а_{з. ш.} + d/2

а = 15+20/2=25 мм = 0,025 м

Знаходимо робочу висоту перерізу

h_о = h - a

h_о = 220-25=195 мм = 0,195 м

Визначаємо несучу здатність перерізу коли нейтральна вісь знаходиться на межі полочки та ребра х = h'_f.

Мх = h'_f = R_b х _b2 х b'_f х h'_f х(h_o - 0.5 h'_f)

Мх = h'_f = 15,3·10³·1,46·0,0305(0,195-0,5·0,0305)=122,465 кНм

Визначаємо положення нейтральної вісі зрівнявши моменти

Мх = h'_f > М

122,465 кНм > 69,3 кНм

Нейтральна вісь знаходиться у поличці

x < h'_f

Перетин розраховуємо як прямокутний.

б_m=M / (R_b х _b2 х b'_f х h²₀)

б_m= 69,3/(15,3·10³·1,46·0,195²)=0,0816

По таблиці 20 [3] визначаємо коефіцієнт ж та відносну висоту стислої зони бетону о, інтерполюючи:

ж = ж^в-[(ж^в- ж^н)/(б^н_м- б^в_м)(б_м- б^в_м)]

ж = 0,960-[(0,960-0,955)/(0,086-0,077)(0,0816-0,077)]=0,9574

о = о ^в+[(о ^н- о^в)/(б^н_м- б^в_м)(б_м- б^в_м)]

о = 0,08-[(0,09-0,08)/(0,086-0,077)(0,0816-0,077)]=0,0851

Площа поперечного перетину робочої арматури складе:

As = M /(R_s х h₀ х ж)

As = 69/(280·10³·0,195·0,9574)=0,00132 м² = 1320 мм²

Кількість стержнів робочої арматури складе:

n_s = n_п+1=(b/s) + 1

n_s = 1500/200+1=8,5?9

де n_п = b/s - кількість кроків,

s = 200 мм - крок робочої арматури по конструктивним вимогам.

Приймаємо n_s = 9

Площа поперечного перетину одного стрижня робочої арматури складе:

a_s= As / n_s

a_s= 1320/9=146,67 мм²

Приймаємо 14 а_s^сорт = 154мм²

Перевитрата матеріалу складе:

[(а_s^сорт - а_s) х100%] / а _s ^сорт < 5%,

[(154-146,67)·100]/154=4,8%

Остаточно приймаємо 9 14А300С

Площа поперечного перетину робочої арматури

А_s = а_s^сорт х n_s

А_s = 154·9=1386 мм² = 0,001386 м²

2.7 Розрахунок міцності перетинів, похилих до нормальної вісі

На приопорній ділянці розміром lпр.діл.=ј?2 = 1/4·5600=1400 мм встановлюємо по 4 плоских каркаса з кожної сторони.

Згідно з п.2.5. поперекова арматура прийнята класу А240С R_sw = 175 МПа = 175 х10³ кН/м², d = 6мм

Приймаємо крок поперекових стрижнів біля опор за конструктивними вимогами

S1 = 1/2 х h <150мм

S1 = 1/2·220=110 мм

Приймаємо, у першому приближенні, крок поперекових стрижнів

S1 = 110 мм.

Перевіряємо міцність похилої полоси між похилими тріщінами

Q ? Qпереріз = 0.3 х w х b I х Rb х b х h0

- w - коефіцієнт, який враховує вплив поперекових стержнів нормальних до повздовжньої вісі.

- W - коефіцієнт, який враховує вид бетону.

W = (1 + 5 х х w) < 1.3

W = (1+5·7,24·0,003)=1,1086< 1.3

- - відношення модулів пружності арматури та бетону;

- w - коефіцієнт армування поперековими стержнями

= Es / E b

= 210·103/29·103=7,24

w = Asw / b х s1

w = 113,2/(362·110)=0,003

- Asw - площа поперекових стержнів у поперековому перерізі;

Asw = n х аsw

Asw = 4·28,3=113,2 мм2

- n - 4 -кількість поперекових стержнів в поперековому перерізі;

- аsw = 28,3 мм2 - площа 1-го поперекового стрижня.

 bi = 1 - х Rb

bi = 1-0,01·15,3=0,847

- = 0,01 - коефіцієнт, який враховує вид бетону - для важкого бетону.

Qпереріз = 0,3·1,1086·0,847·15,3·103·0,362·0,195=304,2 кН

Q = 52кН <Qпереріз = 304,2 кН

Як що умова виконується, міцність похилої полоси достатня, тобто достатні розміри поперекового перетину.

Перевіряємо умову необхідності розрахунку похилого перерізу.

Q ? Qпереріз = b3 х (1 + f) х Rbt х b х h0

f = 0,75 х (b' f - b) х h'f / b х h0 ? 0,5

f = [0,75·(453,5-362)·30,5]/(362·195)=0,03<0,5

b' f = b + 3h' f

b' f = 362+3·30.5=453,5 мм =0,4535 м

Як що умова не виконується, приймаємо f = 0,5.

Для важкого бетону b3 = 0,6

Qпереріз = 0,6·(1+0,03)1,08·103·0,362·0,195=47,11 кН

Q = 52кН >Qпереріз = 47,11 кН

Умова виконується тоді, від головних розтягувальних напруженнях, у бетоні виникають похилі тріщини, тобто необхідно виконати розрахунок поперекової арматури.

Зміцнення в поперекових стрижнях на одиницю довжини елемента складе:

qsw = Q2 / 8 х Rbt х b х h02

qsw = 522/(8·1,08·103·0,362·0,1952)=22,736 кН/м

Інтенсивність поперекового армування повинна бути не більш

qsw ? Rbt х b / 2

qsw = (1,04·103·0,362)/2=188,24 кН/м

Умова виконується, приймаємо qsw= 22,736кН/м

Призначений крок поперекових стрижнів повинен бути не менш

S = 1,5 х Rbt х b х h02 / Q

S = (1,5·1,04·103·0,362·0,1952)/52=0,413 м = 413 мм

По конструктивним вимогам

S ? h / 2

S = 220/2=110 мм

S ? 150мм

Крок поперекових стрижнів складе

S = Rsw х Asw / qsw

S = (175·103·113,2·10-6)/22,736=0,871 м = 871 мм

Остаточно приймаємо мінімальне значення крока поперекових стрижнів: S = 110мм.

2.8 Конструювання плити

Плита армується арматурними виробами: арматурною сіткою С1, яку встановлюють у нижній розтягнутій зоні бетону; арматурною сіткою С2, яку встановлюють конструктивно у верхній стиснутій зоні бетону; плоскими каркасами КР1, які встановлюють в ребра між порожнинами на приопорних ділянках.

2.9 Розрахунок підйомної монтажної петлі

Визначаємо об'єм бетону

Vб = Lпр х hпл х bпл - n пуст х Vпуст

Vб = 5,58·0,22[(1,49+1,46)/2]-7·0,111=1,034 м3

Визначаємо об'єм пустот

Vпуст = Lпл х r2

Vпуст = 5,58·3,14·0,07952=0,111 м3

r = 159 / 2 = 79,5мм = 0,0795м

Визначаємо вагу плити

Pпл = Vб х з /б

Pпл = 1,034·25=25,85 кН

Визначаємо навантаження на 1 монтажну петлю з рахунком перекосу та коефіцієнтом динамічності kд = 1,5

Pпл-1 = Pплх kд / 3

колона перекриття навантаження

Pпл-1 = (25,85·1,5)/3=12,925 кН = 1292,5 кгС

По таблиці I.4 [4] приймаємо діаметр монтажної петлі 14А240С P_пл= 1500кгС

Размещено на Allbest.ru