Размещено на http://www.allbest.ru/

Львівський національний аграрний університет

ДИПЛОМНЕ ПРОЕКТУВАННЯ

Проектування складської будівлі з адміністративно-побутовими приміщеннями

Дубляни, 2010

Зміст

Вступ

1. архітектурний розділ

1.1 Початкові дані для проектування

1.2 Об'ємно-планувальні рішення

1.3 Конструктивні рішення

2. конструктивна частина

2.1 Розрахунок сходового маршу

2.2 Розрахунок залізобетонної майданчикової плити

2.3 Розрахунок багатопустотної плити

2.3.1 Розрахунок плити по граничних станах першої групи

2.3.2 Розрахунок плити по граничних станах другої групи

3. Технологія та організація будівництва

3.1.Галузь застосування

3.2 Вибір монтажного крану.

3.3 Розрахунок такелажного пристосування

3.4 Розрахунок складу бригади.

3.5 Технологія виконання будівельного процесу.

3.6 Техніка безпеки.

3.7 Розробка об'єктного генплану

3.8 Розрахунок освітленості

3.9 Розрахунок потреби потужності трансформаторів

3.10 Визначення розрахункової кількості води

3.11 Розрахунок складів

3.12 Розрахунок тимчасових будівель і споруд

3.13 Розрахунок кількості транспортних засобів

4. Охорона навколишнього середовища

4.1 Загальні положення

4.2 Екологічна характеристика району будівництва

4.3 Стан ґрунтів

4.4 Водні ресурси господарства, їх стан та охорона

4.5 Охорона атмосферного повітря

56. Охорона праці

5.1 Аналіз небезпечних і шкідливих чинників при кам'яних роботах

5.2 Заходи щодо запобігання дії небезпечних і шкідливих

виробничих чинників при виробництві кам'яних робіт

Бібліографічний список

1. архітектурний розділ

1.1 Початкові дані для проектування

При проектуванні і оформленні дипломного проекту були враховані вимоги «Системі проєктної документації», «Системі стандартізації та нормування в будівніцтві» і іншій нормативній літературі, перелік якої приведений в списку літератури.

Ділянка, відведена під будівництво складської будівлі , знаходиться в м. Берестечко.

Рельєф ділянки спокійний з ухилом на північний схід. В даний час ділянка вільна від забудови.

Розрахункова зимова температура повітря -23⁰С, глибина промерзання грунту - 0.9 м [35].

Грунт основания - суглинок.

Враховуючи значний перепад відміток між проїжджою частиною вулиці і ділянкою під будівництво, уздовж будівлі проектом розроблено впорядкування з терасним розташуванням пішохідних доріжок і центральних вхідних сходів в будівлю. Передбачено озеленення території: посадка газонів і живоплоту.

Вертикальне планування тісно пов'язане з існуючою забудовою. Проектом передбачені: забезпечення мінімального об'єму земляних робіт, забезпечення поверхневого стоку вод, забезпечення зручного і безпечного руху транспорту і пішоходів.

Будівля тихповерхова, в якій приміщення за призначенням групуються на службові приміщення, адміністративні приміщення, побутові приміщення, санітарно-гігієнічні тощо.

За конструктивною схемою будівля каркасна.

об'єктний генплан складська будівля

1.2 Об'ємно-планувальні рішення

Проект розроблений на підставі Сніп 2.08.02-85 «Громадських будівель і споруди» [38]. Також були враховані вимоги ДБН «Правила виконання архітектурно-будівельних креслень» та ін.

При проектуванні будівлі приділялася увага раціональному розташуванню технологічного устаткування, зручному транспортуванню продукції, устаткування, а також правильній організації робочих місць, забезпечення безпеки і створенню умов праці, що відповідають санітарно-гігієнічним вимогам.

Об'ємно-планувальні рішення пов'язані з конструктивними. Прямокутна будівля в плані з паралельно розташованими прольотами однакової висоти спрощує конструктивне рішення.

У плані будівля прямокутна з розмірами в осях 30,4 х 24,4 м. Висота всіх поверхів 3,3 м,.

Для повідомлення між поверхами передбачені сходові клітки і вантажний ліфт вантажопідйомністю 630 кг У конструктивному плані сходи складаються із збірних залізобетонних маршів і майданчиків.

1.3 Конструктивні рішення

Фундаменти запроектовані стрічковими із збірних залізобетонних плит.

Зовнішні стіни - з стінових панелей.

Внутрішні стіни - з цеглини керамічного рядового повнотілої звичайної по ГОСТ 530-95 [9] марці 100 на розчині марці 50.

Перегородки - з цеглини рядового порожнистого звичайного по ГОСТ 530-95 [9] мазкі 100 на розчині марки 50 завтовшки 120 і 65 мм. Перегородки завтовшки 65 мм армуються через чотири ряди кладки по висоті арматурою класу АI  6 мм. По вертикалі перегородки кріпити в двох рівнях - на відстані 0.75 м від підлоги і стелі.

Перемички - збірні залізобетонні по ГОСТ 13015.0-83 [3].

Перекриття - збірні залізобетонні багатопустотні панелі.

Сходи - із збірних залізобетонних маршів і майданчиків по ГОСТ 9818-85 [8].

Дах - горищна, над ділянкою ремонту діагностичного і терапевтичного устаткування - суміщена.

Крівля запроектована з чотиришарового гидроїзоляционого килима. Рулонний килим з чотирьох шарів руберойду виконується на бітумній мастиці з пристроєм по верху захисного шару гравію, втопленого в бітумну мастику. Утеплювач - плити Rockwool. Ухил крівлі створюється за рахунок тієї, що підсипає шлаком. Застосування рулонної крівлі в 1,5 разу менш трудомістко, чим застосування скатних горищних дахів і на 10-15% дешевше за них.

Вікна запроектовані спареними по ГОСТ 12506-81, індивідуальними і металевими. Стекло віконне неармоване.

Вікна будівлі значною мірою визначають ступінь комфорту будівлі і його архітектурно - художнє рішення. Вікна підібрані з урахуванням архітектурної виразності будівлі. Дерев'яні конструкції вікон чутливі до зміни вологості повітря, в зв'язку, з чим їх необхідно періодично забарвлювати для захисту від пересихання.

Двері зовнішні і внутрішні - дерев'яні по Гост 6629-88. Двері застосовані як однопільні, так і двопільні, розміром: 2,1 м заввишки і 1,2; 0,9; 0,7 м шириною. Для забезпечення швидкої евакуації всі двері відкриваються назовні по напряму руху, на вулицю виходячи з умов евакуації людей з будівлі при пожежі. Дверні коробки закріплені в отворах до дерев'яних пробок, антисептиком, що просочується, закладається в кладку під час кладки стенів. Для зовнішніх дерев'яних дверей і на сходових майданчиках, в тамбурі, коробки влаштовують з порогами, а для внутрішніх дверей - без порогів. Дверні полотна навішують на петлях (навісах), що дозволяють знімати відкриті навстіж дверні полотна з петель для ремонту або заміни полотна дверям. Двері обладналися ручками, клямками і врізними замками. Вхідні тамбурні двері, двері магазинів виконані з двошарового штампованого алюмінію рифленої поверхні.

Підлоги у виробничих будівлях повинні задовольняти вимогам міцності, опірності зносу, достатньої еластичності, безшумності, зручності прибирання. Підлоги відносяться до основних елементів, що визначають тепловий комфорт, гігієнічність приміщення, його естетичність і надійність. Адже саме підлоги першими піддаються дії вхідної в будівлю людини, техніка. У дипломному проекті використані наступні найменування покриттів полови: лінолеум, мозаїка, мозаїчний набірною паркет, бетонні покриття і покриття з керамічної плитки.

Зовнішня обробка: Цокольна частина фанерована плиткою. Стіни обштукатурені спеціальною штукатуркою, яка оберігає утеплювач від дій навколишнього середовища. Віконні блоки забарвлюються масляними фарбами або емалями світлих тонів.

Утеплення зовнішніх стенів проводиться згідно теплотехнічному розрахунку приведеному нижче, як утеплювач прийнятий ROCKWOOL.

2. конструктивна частина

2.1 Розрахунок сходового маршу

Ширина сходового маршу а = 1,35 м, висота поверху - 2,8 м, кут нахилу маршу = 30⁰, ступені розміром 0,15 0,3 м.

Бетон класу В 25. Характеристики бетону:

розрахунковий опір бетону осьовому стисненню для граничного стану 1 групи R_b = 14,5 Мпа;

розрахунковий опір бетону осьовому розтягуванню для граничного стану 1 групи R_bt = 1,05 Мпа;

Арматура каркасів класу А -ІІ. Характеристики арматури:

розрахунковий опір арматури осьовому розтягуванню для граничного стану 1 групи R_s = 280 МПа;

модуль пружності арматури

Е_s = 2,1 Е+05 Мпа.

Арматура сіток класу Вр-1. Характеристики арматури сіток:

розрахунковий опір арматури осьовому розтягуванню для граничного стану 1 групи R_s = 365 МПа;

модуль пружності арматури

Е_s = 1,7 Е+05 МПа.

Навантаження і зусилля на сходовий марш

Власна вага 1 м² маршу _ g_п = 3,6 кН/м², коефіцієнт надійності по навантаженню г_f = 1,1.

Розрахункове навантаження:

g = g_п г_f= 3,6 1,1= 3,96 кН/м².

Тимчасове нормативне навантаження: р_п = 4,0 кН/м².

Тимчасове розрахункове навантаження

р = р_п г_f = 4,0 1,2= 4,8 кН/м².

Розрахункове навантаження на 1 п.м маршу:

q = (g + p) a = (3,96 + 4,8) 1,35 = 11,83 кН/м.

Момент, що вигинає, від розрахункового навантаження q:

М = q l² / 8 = 11,83 3,0² / 8 = 13,3 кНм.

Поперечна сила від розрахункового навантаження q:

Q = q l / 2 = 11,83 3,0 = 17,74 кН.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.1. Розрахункова схема сходового маршу

Попереднє визначення розмірів маршу: Товщина плити (по перетину між ступенями) h'_f = 0,03 м, висота косоурів h = 0,17 м, товщина ребер b_r = 0,08 м.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.2. Схема визначення розмірів перетину маршу

Розрахунковий перетин - таврове з полицею в стислій зоні. Тоді:

b = 2 b_r = 2 0,08 = 0,16 м

Ширина полиці таврового перетину в стислій зоні визначається з умови:

b'_f, ? 1/6 l

де b'_f _ ширина полиці таврового перетину в стислій зоні;

l - розрахунковий проліт маршу, l = 3 м;

Підставляючи дані у вираз, отримуємо:

b'_f, ? 1/6 3,0 = 0,5 м

За відсутності поперечних ребер при

0,1  h = 0,017 < h_f' = 0,03 м

визначаємо значення b'_f: за двома умовами:

b'_f = 2 (l / 6)+ b = 2 0,5 + 0,16 = 1,16 м (3.2)

b'_f =2 6 h_f' + b = 12 0.03 + 0,16 = 0,52 м

де h_f' - висота полиці таврового перетину в стислій зоні. Приймається рівній товщині плити (по перетину між ступенями) h'_f = 0,03 м

За наслідками розрахунків приймаємо менше значення, т.е. b'f = 0,52 м.

Перевіряємо виконання умови:

М ? R_b г_b2 b'_f h_f' (h₀ - 0,5 h_f'),

де М = 13,3 кНм- момент, що вигинає, від розрахункового навантаження q;

г_b2 - коефіцієнт умов роботи бетону, г_b2 = 0,9, см [37] табл.15,;

h₀ - робоча висота перетину. Визначається за формулою:

h₀ = h - а = 0,17 - 0,125 = 0,145 м,

де а = 0,125 м _ защитный слой бетона;

Підставляємо дані у вираз

М = 13,3 кНм < 14,5 10³ 0,9 0,52 0,03 (0,145 - 0,5 0,03) = 26,46 кНм

Умова виконується, тобто нейтральна вісь проходить в полиці таврового перетину.

Для того, щоб знайти відносну висоту стислої зони бетону, визначуваний коефіцієнт б_т:

б_т = М / R_b г_b2 b'_f h₀² = 13,3 / 14,5 10³ 0,9 0,52 0,145² = 0,093

По таблицях з даними для розрахунку елементів прямокутного перетину, що згинаються, армованих одиночною арматурою визначуваний: о = 0.1, ж = 0.95

Відносна висота стислої зони бетону, при якій граничний стан елементу наступає одночасно з досягненням в розтягнутій арматурі напруги рівного розрахунковому опору Rs, визначається за формулою:

о_R = щ / [(1 + (у_sr / у_scn) (1 _ щ / 1,1)]

де щ - характеристика стислої зони бетону. Визначається за формулою:

щ = 0,85 - 0,008 R_b = 0,85 - 0,008 14,5 = 0,734

у_sr - напруга в арматурі, МПа;

у_scn - гранична напруга в арматурі стислої зони, МПа. Призначається залежно від коефіцієнта г_b2. Т.к. г_b2 < 1, то відповідно до п. 3.12. [37] у_scn = 500 МПа.

Підставляючи дані, знаходимо:

о_R = 0,734 / [1 + (280 / 500) (1 - 0,734 / 1,1)] = 0,59 > о = 0,1

Площа подовжньої арматури в сходовому марші визначається за формулою:

А_s = М / ж h₀ R_s = 13,3 / 0,95 0,145 280 1000 = 3,45 10^-4 м²

Приймаємо 2  16 А-II, А_s^ср = 4,02 10^-4 м².

Розрахунок похилого перетину на поперечну силу

Розрахунок вироблюваний з умов:

Умова 1:

Q ? 2,5 R_bt г_b2 b h₀,

17,75 кН < 2,5 1,05 0,9 1000 0,16 0,145 = 54,81 кН.

Умова виконується.

Умова 2:

Q ? ц_bn (1 + ц_f) R_bt г_b2 b h₀² / с,

де ц_bn = 1.5- коефіцієнт, який для важкого бетону приймається по СНиП 2.03.01-84*, п.3.31 [37];

ц_f _ коефіцієнт, що враховує вплив стислих полиць в таврових і двотаврових перетинах, який визначається за формулою:

ц_f = 0.75(b'_f - b)h_f' / (bh₀) = 0,75(0,52 - 0,16)0,03 / (0,160,145) = 0,087

с - довжина проекції найбільш небезпечного похилого перетину на подовжню вісь, яку визначаємо за формулою:

с = 2,5 h₀= 2,5 0,145 = 0,36 м;

Ширина полиці таврового перетину в розтягнутій зоні:

b_f < b+ 3 h_f^' = 0,16+ 3 0,03 = 0,25 м;

Навантаження на 1 п.м. для розрахунку поперечної арматури визначається за формулою:

q₁ = (q + р / 2) 1= 3,96 + 4,8 / 2 = 6,36 кН/м;

Перевіряємо умову:

q₁ ? 0.16 (1 + ц_п) R_bt b

де ц_п - коефіцієнт, що враховує вплив подовжніх сил. Оскільки подовжніх сил немає, то ц_п = 0.

q₁ = 6,36 кН/м ? 0,16 1,05 0,9 0,16 = 24,19 кН - умова виконується

Величина поперечної сили для розрахунку поперечної арматури визначається за формулою:

Q_п.а.= Q_тах _ q₁ с= 17,75 - 6,36 0,36 = 15,5 кН

Підставляємо дані і перевіряємо умову 2, див. вираз:

Q = 15,5 кН > 1,5 (1+ 0,087) 1,05 10³ 0,9 0,16 0,145² / 0,36 = 14,3 кН

Умова 2 не виконується, тому поперечну арматуру визначаємо розрахунком.

Мінімальне поперечне зусилля, що сприймається бетоном стислої зони:

Q_{b min} = ц_b3 (1 + ц_f) R_bt г_b2 b h₀

де ц_b3 = 0,6 - коефіцієнт, що приймається для важкого бетону по СНиП 2.03.01-84, п.3.32 [37]:

Підставляємо дані у формулу:

Q_{b min} = 0,6 (1 + 0,087) 1,05 10³ 0,9 0,16 0,145 = 14,3 кН;

Поперечне зусилля, що сприймається бетоном:

Q_b = ц_b2 R_bt г_b2 b h₀² / с

де ц_b2 = 2 - коефіцієнт, що враховує вплив виду бетону. Для важкого бетону по СНиП 2.03.01-84, п.3.31 [37]. Тоді:

Q_b = 2 1,05 10³ 0,9 0,16 0.145² / 0,36 = 17,66 кН.

Визначаємо мінімальне зусилля в хомутах, що встановлюються за розрахунком:

q_{sw min} = ц_b3 (1+ ц_f) R_bt г_b2 b / 2

q_{sw min} = 0,6 (1 + 0,087) 1,05 10³ 0,9 0,16 / 2 = 49,3 кН/м.

Максимальний крок хомутів:

s_тах = ц_b4 R_bt г_b2 b h₀² / Q

де ц_b4 = 1,5 - коефіцієнт, що приймається для важкого бетону по СНиП 2.03.01-84, п.3.32 [37]:

s_тах = 1,5 1,05 10³ 0,9 0,16 0,145² / 15,9 = 0,298 м

На вимогу СНиП 2.03.01-84, п.5.27 [37] на приопорних ділянках крок хомутів приймається рівним з умов:

ј l = ј 3,0 = 0,75 м,

а при зосереджених навантаженнях відстань від опори до найближчого вантажу з кроком не більш:

s = h / 2 = 0,17 / 2 = 0,085 м.

У решті частини арматура встановлюється конструктивно з кроком 200 мм. Арматура  5 А-I, розрахунковий опір поперечної арматури розтягуванню R_sw = 175 МПа, площа перетину поперечної арматури

А_sw = 0.39 10^-4 м².

Визначаємо фактичне зусилля в хомутах:

q_sw = R_sw А_sw / s = 175 10³ 0.39 10^-4 / 0.085 = 80.7 кН/м

По вимогах СНиП 2.03.01-84 [37] q_sw = 80,8 кН/м повинно бути більше q_{sw тin} = 49,3 кН/м. Дана умова виконується.

Плита маршу армується сіткою:

4Вр-1(200)+ 100 20

1340 3000 ^--------

4Вр-1(200)+ 100 20

Ступені монолітно пов'язані з плитою. Армування ступенів проводять з конструктивних міркувань, арматура 4  6 А-I, хомути  6 з кроком 200 мм.

2.2 Розрахунок залізобетонної майданчикової плити

Ширина плити b = 1,35 м, товщина h = 0,06 м, ширина сходової клітки 3 м.

Нормативне тимчасове (короткочасна) навантаження р_н = 4 кН/м², коефіцієнт надійності по тимчасовому навантаженню г_f ^в = 1,2.

Визначення навантажень і зусиль

Нормативні значення:

вага плити:

g^п_п = г_о h = 25 0,06 = 1,5 кН/м²,

де г_о - питома вага важкого бетону;

h - товщина плити;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.3. Схема визначення розмірів сходового майданчика

- вага лобового ребра:

g^лр_п = [(0,22 + 0,07)0,11 + 0,070,07]25 = 0.92 кН/м.

вага простінкового ребра:

g_п = 0,14 0,08 25 = 0,315 кН/м.

Тимчасове розрахункове навантаження:

р = р_н г_f ^в = 4,0 1,2 = 4,8 кН/м².

Розрахунок полиці плити.

Рис. 2.4. Епюра моментів, що діють на поличку плити

l= 1.13 м

М_оп = ql² / 16

Повне розрахункове навантаження визначається за формулою:

q = (g^п_п г_f + р) 1= (1,5 1,1 + 4,8) = 6,45 кН/м;

Момент на опоре:

М_оп = q l² / 16 = 6,45 1,13² / 16 = 0,51 кНм

Робоча висота перетину:

h₀ = h - а = 0,06 - 0,02 = 0,04 м

Коефіцієнт, визначуваний для розрахунку площі поперечного перетину арматури:

б_т = М_оп / R_b г_b2 b'_f h₀² = 0,51 / (14,5 10³ 0,9 1 0,04²) = 0,024,

По таблицях о = 0,024, ж = 0,988;

Визначаємо необхідний перетин арматури:

А_s = 0,51 / (0,988 0,04 365 10³) = 0,356 10^-4 м²

Приймаємо арматурну сітку з відгинами на опорах

3Вр-1 - 200 20

1440 2800 ^--------

3Вр-1 - 200 20

Розрахунок лобового ребра:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2.5. Епюра моментів лобового ребра

М = ql² / 8

l₀ = 3.2 м

Навантаження від ваги полиці:

q^п = q b /2 + g^лр_п г_f = 6,45 1.35 / 2 + 0.92 1.1 = 5.36 кН/м

Навантаження від сходових маршів:

q₁ = Q_лм / b = 17.75 / 1.35 = 13.14 кН/м,

де Q_лм = 17.75 кН,

Момент, що вигинає, в перетині лобового ребра сходового майданчика:

М = (q^п + q₁) l₀² / 8 = (5.36+ 13.14) 3.0² / 8 = 23.69 кН м,

Поперечне зусилля в перетині лобового ребра:

Q = (q^п+ q₁) l г_n / 2 = (5.36+ 13.14) 3 1/2 = 29.6 кН

де г_n = 1 - коефіцієнт надійності за призначенням будівлі.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.6. Розрахунковий перетин лобового ребра

Ширина полиці таврового перетину в стислій зоні:

b_f^' = 6 h_f^' + b = 6 0,06 + 0,1 = 0,46 м,

h₀ = 0,35 - 0,02 = 0,33 м

М < R_b г_b2 b_f^' h_f^' (h₀ - 0,5 h_f^')

Таким чином:

14,5 10³ 0,9 0,46 0,06 (0,33 - 0,5 0,06) = 108,05 кНм > М = 23.69 кНм

Умова виконується, отже, нейтральна вісь проходить в стислій полиці.

Визначимо коефіцієнт б_m визначимо коефіцієнт:

б_m = 23,69 / (0,46 0,33² 14,5 10³ 0.9) = 0,036

При цьому значенні по таблицях залежностей відповідно дорівнюють:

о = 0.04, ж= 0.98.

Необхідна площа перетину арматури:

А_s = 23,69 / (0,98 0,33 280 10³) = 2,6 10^-4 м²

Приймаємо 2  14 А-II, А_s = 3,08 10^-4 м².

Розрахунок похилого перетину лобового ребра:

Q = 29.6 кН - поперечне зусилля в лобовому ребрі.

Перевіряємо умову за формулою:

Q ц_b4 (1+ ц_п) R_bt г_b2 bh₀² / с;

де с - довжина проекції найбільш небезпечного похилого перетину на подовжню вісь елементу. Визначається з умови:

с = h₀ v ц_b4 (1 + ц_п) R_bt г_b2b/q₁ ? с_тах= 2.5h₀

Величина навантаження на 1 п.м лобового ребра визначається за формулою:

q₁= (g_nⁿ г_f + p г_f) b / 2+ g_n^лр г_f

q₁= (1.5 1.1+41.2) 1,35 / 2+0,921,1= 5,36 кН/м,

с = 0,33v1,5 (1 + 0) 1,05 10³ 0,5 0,1/ 5,36 = 1,29 > 2,5 0.33 = 0,82 м

Відповідно приймаємо с = с_тах= 0.82 м.

По умові права частина:

1.5 (1+0) 1.05 10³ 0.9 0.1 0.33² / 0.82 = 13.71 кН

ліва частина умови:

Q_п^л.р.= Q_тах _ q₁с

де Q_тах = Q = 29.6 кН

Q_п^л.р.= 29,6 - 5,36 0,82 = 25,2 кН

- умова не виконується, поперечна арматура потрібна за розрахунком.

Приймаємо як поперечної арматуру  6 А-I з кроком s = 150 мм (закриті хомути, враховуючи моменти, що крутять, в перетині).

А_sw = 0.57 10^-4 м², R_sw = 175 Мпа

Визначаємо фактичне зусилля в хомутах за формулою:

q_sw = А_sw R_sw / s= 175 10³ 0,57 10^-4 / 0,15 = 66,5 кН/м

Умова 1. q_sw ? Q_{b min} / 2h₀;

За формулою визначуваний Q_{b min}, для цього визначимо ц_f:

ц_f = 0,75 3 0,06 0,06 / (0,1 0,33) = 0,24 < 0,5

Q_{b min}= 0.6 (1+ 0.24) 1,05 10³ 0,9 0,1 0,33² = 7,65 кН

Підставляємо дані у вираз :

66,5 кН/м > 7,65 / (2 0.33) = 11.6 кН/м

- умова виконується, інтенсивність напруги в поперечній арматурі достатня.

Перевіряємо умову: s_тах > s

Максимальний крок хомутів визначається:

s_тах = 1,5 1,05 10³ 0,9 0,1 0,33² / 22,07 = 0,69 > s = 0,15 м - умова виконується.

2.3 Розрахунок багатопустотної плити

2.3.1 Розрахунок плити по граничних станах першої групи

Розрахунковий проліт і навантаження. Розрахунковий проліт l₀ = 5,55 м, ширина плити b = 1,2 м. Підрахунок навантажень на 1 м² перекриття приведений в таблиці.

Таблиця 2.1

Найменування	Нормативне навантаження кН/мІ	Коефіцієнт надійності гf	Розрахункове навантаження кН/мІ
1 . Постійна З.б.панель перекриття типу ПК звукоізолююча деревоволокниста плита г=2000 Н/м3 завтовшки 3см Водонепроникна папір цементно- піщана стяжка д = 37 мм, г = 20 кН/мі; дерево волокниста плита г = 8000 Н/м3, д = 0,8 см лінолеум на мастиці Разом	3,0 0,06 0,02 0,08 0,064 0,05 3,274	1,1 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3	3,3 0,078 0,026 0,104 0,084 0,065 3,547
Тимчасова короткочасна тривала Всього	1,5 0,3 1,2 4,77	1,2 1,2 1,2 -	1,80 0,36 1,44 5,35

Рис.2.7 Розрахункова схема

Розрахункове навантаження на 1 п.м при ширині плити 1,2 м з урахуванням коефіцієнта надійності г_n = 0,95: постійна

g = 3,55*1,2*0,95 = 5,06 кН/м,

повна рівна:

g + н = 5,35*1,2*0,95 = 7,6 кН/м

Нормативне навантаження на 1 погонний м:

Постійна:

g = 3,27*1,2*0,95 = g = 4,66 кН/м,

Повна:

g + н = 4,77*1,2*0,95 = 6,78 кН/м. н = 1,8*1.2*0.95=2.55 кН/м

Зусилля від розрахункових і нормативних навантажень.

Від розрахункового навантаження:

М = (g+н) l₀² / 8 = 7,6*5.55² / 8 = 29,3 кНм,

Q = (g+н) l₀ / 2 = 7,6*5.55/2 = 20,1 кН .

Від нормативного повного навантаження

М = 6,78*5.55² / 8 = 26,18 кН/м, Q = 6,78*5.55 / 2 = 18,8 кН.

Від постійної і тимчасової тривалої:

М = 5,68*3,55² / 8 = 21,87 кНм

Встановлення розмірів перетину плити.

Висота перетину багатопустотної заздалегідь напруженої плити (6 круглих порожнеч діаметром 15,9 см) h = 22 см, робоча висота перетину

h₀ = h-а = 22 - 3 = 19 см,

товщина верхньої і нижньої полиць: (22-15,9)*0,5=3,05см. Ширина ребра b = 1,95 см. Розрахункова товщина стислої полиці таврового перетину hґ_f = 3,0 см; т.к. відношення

hґ_f / h = 3,05 / 22 = 0,145 > 0,1, в

розрахунок вводиться вся ширина полиці b_f ґ = 116. Розрахункова ширина ребра

b = 116 _ 6*15,9 = 22,4 см.

Характеристики міцності бетону і арматури.

Бетон тяжелый класса В25 , відповідний напружуваній арматурі. Призматична міцність нормативна R_bn = R _bёser= 18,5 МПа, розрахункова

R_b = 14,5 МПа, коефіцієнт умов роботи бетону г_b2 = 0,9, нормативний опір при розтягуванні R_bth = R_btёser = 1,6 МПа розрахункове R_bt = 1,05 МПа.

Початковий модуль пружності бетону Е_b = 30000 МПа. Передавальна міцність бетону R_bp встановлюється так, щоб при обтисканні відношення напруги у_sp / R_bp <= 0,75.

Плиту армують стержньовою арматурою класу А-IIIв з електротермічним натягненням на упори форм, нормативний опір R_sn = 540 МПа, розрахунковий опір R_s = 450 МПа, модуль пружності Е_s = 180000 МПа.

Попередню напругу арматури приймаємо рівним:

у_sp = 0,75R_sn = 0,75*540 = 405 Мпа.

До трещиностойкості плити пред'являють вимоги третьої категорії.

При електротермічному способі натягнення:

p = 30 +360 / l = 30 + 360 / 5,7 = 93 Мпа.

у_sp + p = 405 + 93 = 498 < R_sn = 540 МПа _ умова виконується.

у_sp - p = 405 - 3 = 312 > 0,3*540 = 162 _ виконується.

Граничне відхилення попередньої напруги :

Дг_sp =

n _ число напружуваних стрижнів плити, заздалегідь приймаємо n = 7

Коефіцієнт точності натягнення

г_sp = 1 _ Дг_sp  = 1 _ 0,2 = 0,8.

При перевірці за освітою тріщин у верхній зоні плити при обтисканні приймають г_sp = 1 + 0,2 = 1,2. Попередня напруга арматури рівна: у_sp = 0,9*405 = 365 Мпа

Розрахунок міцності плити по перетину нормальному до подовжньої осі

Перетин тавровий з полицею в стислій зоні.

По табл. находим о = 0.055, x = оh₀ = 0.055*19 = 1,05 < 3,0 cм, отже нейтральна вісь проходить в межах полиці т = 0,97.

Характеристика стислої зони щ = 0,85-0,008R_b = 0,85-0,008*0,9*14,5 = 0,75.

Гранична відносна висота стислої зони:

о_R =,

тут у_sR = R_s + 400 - у_sp - Ду_sp, где Ду_sp = 0,

у_sR = 450 + 400 - 365 = 485 Мпау знаменнику прийнято 500 т.к. г_b2 < 1.

о_R = 0,54 > о = 0.055.

Коефіцієнт умов роботи для високоміцної напружуваної арматури визначаю :

г_s6 = з - (з - 1)*1,26 > з

з = 1,2- для арматури класу А-IIIв, приймаю г_s6 = з = 1,2.

Обчислюємо площу перетину розтягнутої арматури:

А_S = М / г_s6*R_s ж*h ₀ = 29,3 / 1.2*450*10³*0.945*0,19 = 0,00029 м².

Приймаємо 4?10 А-III з площею А = 3,14 см².

Розрахунок міцності плити по перетину, похилому до подовжньої осі елементу.

Коефіцієнт, що враховує вплив зусилля обтискання Р = 95,7 кн (див. розрахунок по граничних станах 2-ої групи)

ц_n = 0.1*N / R_bt*b*h₀ = 0.1*95,7/1.05*0,22*0,19* = 0.22 < 0.5; принят ц_n = 0.22.

Перевіряємо чи потрібна поперечна арматура по умові:

Q_max = 20.1 <= 2.5*R_bt*b*h₀ = 2.5*0.9*1.05*10³*0.22*0.19 = 98.75

задовольняється.

При

g1 = g+v /2 = 5,06 + 8,55/2 = 9,33 кН/м = 93,3 Н/ см і оскільки:

0,16*ц_b4(1+ц_n)R_bt*b = 0.16*1.5*1.22*0.9*1.05*10³*0.22 = 748 Н/см > 9.33кН

Приймаємо с = 2,5*h₀ = 2,5*19 = 47,5 см.

Друга умова :

Q = Q_max _ q₁c = 20.1-9,33*0,475 = 15.7 кН ц_b4(1+ц_n)R_bt*b*h₀²=1.5*1.22*0.9*1.05*10³*0,22*0,19²/0,475=35.5*10³ > 15.7*10³ Н

Умова виконується. Отже, поперечна арматура за розрахунком не потрібна.

На приопорних ділянках завдовжки арматуру встановлюю конструктивно Ш4 Вр-1 з кроком s = h / 2 = 22 / 2 = 11 см у середній частині прольоту поперечна арматура не застосовується.

2.3.2 Розрахунок плити по граничних станах другої групи

Геометричні характеристики приведеного перетину.

Круглий контур порожнеч замінюють еквівалентним квадратним із стороною h = 0.9d = 0.9*15.9 = 14 см. Товщина полиць еквівалентного перетину

h_f = (22-14)*0.5 = 4 см. Ширина ребра 116 - 6*14 = 32 см.

Площа приведеного перетину А_red = 116*22_84*14 = 2552-1176 = 1376 см² (нехтують зважаючи на трохи величиною б*Аs).

Відстань від нижньої грані до центру тяжіння приведеного перетину

y₀==15034/1381 = 10.95 cм, (приймаємо 11см).

S_red = 116*22*11 _ (6*3.14*15.9²*11) / 4 + 190*10³*3.14*3 = 15.03 см³.

A_red = 116*22 _ (6*3.14*15.9²) / 4 + 6.33*3.14 = 1381 см².

Момент інерції перетину (симетричного):

I _red = 116*22³/12-84*14³/12 = 102930 - 19208 = 83722 см⁴.

Момент опору перетину по нижній зоні:

W _red = I _red/y₀ = 83722/11 = 7611 см³, т

о ж по верхній зоні W`_red = 7611 см³.

Відстань від ядерної крапки, найбільш віддаленої від розтягнутої зони, до центру тяжіння перетину за формулою r = 0.85*7611/1376 = 4.7 см (тут

ц_n = 1,6 _ у_bp / R _bёser = 1.6 _ 0.75 = 0.85)

Відношення напруги в бетоні від нормативних навантажень і зусиль обтискання до розрахункового опору бетону для граничних станів другої групи заздалегідь приймають рівним 0,75.

Момент пружнопластичності опору по розтягнутій зоні:

W_pl =г*W _red = 1.5*7611 =11416 см³( тут г = 1,5

- для двотаврового перетину при 2 < b_fґ/b = 116/30 = 3.6 < 6).

Момент пружнопластичності опору по розтягнутій зоні у стадії виготовлення і обтискання: W`_pl = 11416 см³.

Втрати попередньої напруги арматури

Коефіцієнт точності натягнення арматури г_sp = 1.

Втрати від релаксації напруги в арматурі при електротермічному способі натягнення у₁ = 0,03у_sp = 0.03*405 = 12.1 Мпа.

Втрати від температурного перепаду між натягнутою арматурою і упорами у₂ = 0 т.к. форма при пропарюванні з упорами нагрівається вміщай з виробом.

Зусилля обтискання

P₁ = А_s(у_sp-у₁) = 3.14*10^-4(405-12.1)*10³ = 123.3 кН.

Ексцентриситет цього зусилля щодо центру тяжіння перетину e_0p = 11 _ 3 = 8 см. Напруга в бетоні від обтискання :

у_bp = (123.8/1376*10^-4+123.3*0.08*0.11/83722*10^-8) = 2.19 Мпа

Значення передавальної міцності бетону з умови у_bp / R_bp < = 0.75

R_bp = 2.19 / 0.75 = 2.9 < 0.5*B25.

Приймаємо R_bp = 12,5 МПа, тоді відношення у_bp / R_bp = 2.7 / 12,5 = 0,23

Обчислюю стискуючу напругу в бетоні на рівні центру тяжіння площі напружуваної арматури від обтискання (без урахування ваги плити ):

у_bp = (123.3 / 1376*10^-4 + 123.3*0.08² / 83722*10^-8) = 1,8 Мпа.

у_bp / R_bp = 1,8 / 12,5 = 0,144 і при = 0.25 + 0.025*12.5 = 0.56 > 0.144

складають у₆ = 40*0,14*0,85 = 4,9 МПа.

Перші втрати у_los = у₁+ у_b = 12.1 + 4,9 = 22,7 МПа.

З обліком у_loc1 напруга у_bp = 1,83 МПа, у_bp / R_bp = 0,15.

Втрати від усадки бетону у_s = 35 МПа.

Втрати від повзучості бетону у₉ = 150*0,85*0,15 = 19,1 МПа.

Другі втрати у_los2 = у₈+ у₉ = 35 + 19,1 = 54,1 Мпа.

Повні втрати у_los= у_los1+ у_los2 = 22,7 +54,1 = 76,8 МПа < 100 приймаємо у_los = 100 Мпа.

Зусилля обтискання з урахуванням повних втрат:

Р₂ = As(у_sp- у_los) = 3.14*10^-4(405-100)*10³ = 95,77 кH.

Розрахунок за розкриттям тріщин, нормальних до подовжньої осі елементу

Розрахунок ведемо з умови: М <= M_crc..

Момент утворення тріщин за способом ядрових моментів за формулою:

M_crc = R _bt.serW_pl + M_rp = 1.6*10³*0,011416 + 10,9 = 29,1 кН м.

Ядровий момент зусилля обтискання :

M_rp= Р₂(e_0p+r) = 0,9*95,8*10³(0,08+0,42) = 10,9 кНм.

Оскільки М = 26,18 < M_crc =29,1 тріщини в розтягнутій зоні не утворюються. Отже, розрахунок по розкриттю тріщин не потрібний.

Розрахунок прогину плити.

Т.к відношення h / l = 5,7/0,22 = 26 > 10, то прогин плити визначуваний без урахування впливу поперечних сил.

Кривизну элементов на участках без трещин, определяют как для сплошного приведенного сечения в стадии 1 напряженно - деформированного состояния

= 1,38/21,3*10³ = 0,06*10^-3 1/м

де М - момент, що вигинає, від короткочасного нормативного навантаження:

М = (0,34*5,55²*1,2) / 8 = 1,38 кН;

В - жорсткість приведеного перетину.

Для важкого бетону при щільному дрібному заповнювачі при короткочасній дії навантаження:

В = 0,85Е_bI_red.= 0,85*30*10⁶*83722*10^-8 = 21,3*10³ кН*м²,

де 0.85 _ коефіцієнт, що враховує зниження жорсткості під впливом непружних деформацій бетону розтягнутої зони.

При тривалій дії навантаження кривизна

=21,8*2/21,3*10³=2,04*10^-3 1/м

де ц _ коефіцієнт, що враховує зниження жорсткості (збільшення кривизни) при тривалій дії навантаження під впливом повзучості бетону стислої зони ц = 2 т.к. середня відносна вологість повітря 40% .

М _ момент від дії постійного і тривалого навантажень:

М = 5,68*5,55²/8 = 21,87 кНм.

Кривизну осі, викликану вигином (1 / r)₃ від короткочасної дії

зусилля попереднього обтискання

=7,7*10³/21,3*10⁶=0,36*10^-3 1/м.