Залізобетонне збірно-монолітне перекриття з локально попередньо напруженими монолітними головними балками

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Початкові дані

1. Компоновка збірно-монолітного балочного перекриття

2. Розрахунок та конструювання залізобетонної плити перекриття

2.1 Збір навантажень і визначення зусиль

2.2 Розрахунок міцності перерізів нормальних до повздовжньої осі

3. Розрахунок і конструювання збірного залізобетонного прогону на стадії зведення

3.1 Збір навантажень і визначення зусиль

3.2 Розрахунок міцності перерізу нормального по повздовжньої осі

3.3Розрахунок прогону по утворенню тріщин нормальних до повздовжньої осі елемента

4. Розрахунок і конструювання монолітної залізобетонної головної балки з локальним попереднім напруженням

4.1 Розрахунок монолітної головної балки за несучою здатністю

4.1.1Збір навантажень і визначення зусиль

4.1.2 Розрахунок міцності перерізу нормального до повздовжньої осі

4.2 Розрахунок монолітної головної балки на стадії зведення

4.2.1 Визначення приведених характеристик поперечного перерізу

4.2.2 Оцінка напружень у бетоні

4.2.3 Визначення напружень в головній балці на стадії зведення

4.3 Розрахунок головної балки на стадії експлуатації за другою групою граничних станів

4.3.1 Визначення геометричних характеристик перерізу

4.3.2 Визначення напружень в бетоні

4.3.3 Оцінка напружень в бетоні на стадії експлуатації

Список використаної літератури

Початкові дані

1. Прольот будинку: ;

2. Характеристичне значення навантаження ;

3. Довжина будинку ;

4. Крок головних балок ;

5. Клас бетону прогону c 8 / 10;

6. Об'ємна вага бетону прогону

1. Компоновка збірно-монолітного перекриття

2. Розрахунок та конструювання залізобетонної плити перекриття

Вибір матеріалів для виготовлення монолітної плити приймаємо:

- важкий бетон класу з наступними характеристиками: ,

, , ;

- робоча арматура плити класу Вр-І з наступними характеристиками:

, , ;

- блок-вкладиш виготовлено з керамзитобетону, .

2.1 Збір навантажень і визначення зусиль

Збір навантажень на 1 мІ перекриття:

№ п/п	Вид навантаження, щільність, товщина елементу	Характер. значення Н/мІ	Коефіцієнти	Н/мІ
1	Постійне
1.1	Чиста підлога з керамічної плитки ,	229	1,1	0,95	239
1.2	Основа підлоги - цементно-піщана стяжка ,	431	1,3	0,95	532
1.3	Власна вага монолітної з/б плити ,	1225	1,1	0,95	1280
2	Тимчасове навантаження
2.1	Навантаження від тимчасових перегородок	750	1,1	0,95	784
2.2	Характеристичне значення навантаження	3500	1,2	0,95	3990

Монолітна плита розглядається як нерозрізна багато прольотна балка з прольотами . балочне перекриття навантаження залізобетон

Розрахунок виконується для умовної полоси плити шириною , яка навантажена в усіх прольотах рівномірно-розподіленим навантаженням.

Розрахункова схема плити:

Розрахунковий згинальний момент в першому прольоті та на першій згинальній опорі:

2.2 Розрахунок міцності перерізів нормальних до повздовжньої осі

Арматуру в плиті розраховуємо як для монолітного залізобетонного елемента прямокутного перерізу, що згинається, з розмірами перерізу .

За конструктивно-технологічними вимогами арматура в усіх прольотах та над всіма опорами встановлюється посередині товщини плити, тобто розрахункова висота перерізу складає

Розрахункове граничне значення відносно висоти стиснутого перерізу плити з урахуванням коефіцієнту умов праці .

Характеристика стиснутої зони бетону:

- для важкого бетону.

Граничне значення відносної висоти стиснутої зони поперечного перерізу плити:

;

де - умовні напруження в арматурі розтягнутої зони, які відповідають деформаціями при .

- напруження в арматурі стиснутої зони.

.

Коефіцієнт стиснутої зони бетону

Відносна висота стиснутої зони бетону:

Знаходимо необхідну площу поперечного перерізу арматури:

3. Розрахунок та конструювання збірного залізобетонного прогону на стадії зведення

3.1 Збір навантажень і визначення зусиль

Збір навантажень на 1 мІ залізобетонного прогону:

№ п/п	Вид навантаження, щільність, товщина елементу	Характер. значення Н/мІ	Коефіцієнти	Н/мІ
1	Постійне
1.1	Власна вага монолітної плити ,	1225	1,1	0,95	1280
1.2	Власна вага блока-вкладиша , ,	956	1,3	0,95	1181
1.3	Власна вага бетону біля прогону , ,	695	1,1	0,95	726
1.4	Власна вага прогону , ,	412	1,1	0,95	431
2	Перемінне навантаження
2.1	Від двох робітників	1800	1,3	0,95	2223

Розрахункова довжина прогону:

;

- крок головних балок.

Розрахунок навантаження на 1 метр погонний прогону:

;

Вузол обпирання прогонів на опалубку:

Розрахункова схема плити. Епюра згинальних моментів.

Розрахунковий момент:

Поперечна сила:

3.2 Розрахунок міцності перерізу нормального до повздовжньої осі

Робоча висота перерізу:

h₀ =200 - а - 22=200 - 25 - 22=153мм.

Знаходимо характеристику стиснутої зони бетону: щ=б-0.008 Rb=0.8-0.008*7.65=0.739.

Граничне значення відносної висоти стиснутої зони поперечного перерізу:

Визначаємо коефіцієнт висоти стиснутої зони б_м:

Відносна висота стиснутої зони бетону:

;

; 0,361<0,59.

Стиснута структура за розрахунком не потрібна.

Необхідна площа поперечного перерізу робочої арматури:

Приймаємо 3Ш8 А400С (As = 151мм²);

3.3 Розрахунок прогону по утворенню тріщин нормальних до повздовжньої осі елемента

Знаходимо момент опору приведеного перерізу для крайнього розтягнутого волокна (з урахуванням непружних деформацій розтягнутого бетону).

; ;

; ;

; .

Момент, що сприймається перерізом нормальним до повздовжньої осі елемента при виникненні тріщин.

, при умові, що від зусилля від усадки бетону ; ; - необхідно передбачити встановлення під прогони тимчасових опорних конструкцій.

4. Розрахунок і конструювання монолітної залізобетонної головної балки з локальним попереднім напруженням

4.1 Розрахунок монолітної головної балки за несучою здатністю

4.1.1Збір навантажень і визначення зусиль

Збір навантажень на монолітну головну балку

№ п/п	Вид навантаження, щільність, товщина елементу	Характер. значення Н/мІ	Коефіцієнти	Н/мІ
1	Постійне
1.1	Чиста підлога з керамічної плитки ,	230	1,1	0,95	240
1.2	Основа підлоги - цементно-піщаного розчину ,	432	1,3	0,95	534
1.3	Власна вага монолітної з/б плити ,	1225	1,1	0,95	1280
1.4	Власна вага блоку-вкладишу,	956	1,3	0,95	1181
1.5	Власна вага бетону біля прогону ,,	695	1,1	0,95	726
1.6	Власна вага прогону ,,	412	1,1	0,95	431
1.7	Власна вага монолітної головної балки,,	858	1,1	0,95	897
2	Тимчасове навантаження
2.1	Еквівалентне рівномірно розподілене навантаження від тимчасових перегородок	750	1,1	0,95	784
2.2	Характеристичне значення навантаження	3500	1,2	0,95	3990

Експлуатаційне значення розподіленого навантаження:

Характеристичне значення розподіленого погонного навантаження:

Головну балку розраховуємо як одно прольотну балку, яка шарнірно обпирається на дві опори з розрахунковим прольотом:

;

де l - прольот будівлі 8,4 м;

- прив'язка внутрішньої грані стіни до повздовжньої осі, =200мм;

- глибина обпирання головної балки на кладку, =380 мм.

Знаходимо зусилля:

Експлуатаційний розрахунковий згинальний момент:

;

Згинальний момен7т від характеристичного навантаження:

;

Експлуатаційна розрахункова поперечна сила:

.

4.1.2 Розрахунок міцності перерізу нормального до повздовжньої осі

Висота перерізу пустотного бетона-вкладиша hбл =280мм, товщина монолітної залізобетонної плити hпл =50 мм, висота перерізу головної монолітної балки h= hбл + hпл=280+50=330 мм.

Переріз головної балки таврового профілю:

Звіси полки таврового перерізу які враховуються в розрахунках .

Розрахункова ширина верхньої полки головної балки .

Знаходимо робочу висоту перерізу (захисний шар бетону 30мм та умовний діаметр арматури 30 мм).

h₀ = h - a -d_s/2 =330-30-30/2=285 мм.

В ребрах розташовується перенапружена арматура по одному стержню в кожному ребрі, в пазу розташована напружена арматура (2 стержня), таким чином головна балка являє собою згинальний елемент із змішеним армуванням.

Для підвищення несучої здатності головної балки ненапружена арматура приймається того ж класу що і напружена, тобто .

Для арматури А 500С назначаємо початкову величину початкового напруження без урахування втрат.

у_sp =0,80,8500=400 МПа.

Напруження у_sp приймається в стадії обтиснення з урахуванням втрат при механічному способі натягу на бетон.

Перші втрати від релаксації напружень арматури:

у₁ =0,1у_sp -20=0,1400-20=20 МПа.

Другі втрати від релаксації на стадії експлуатації:

у₇ =0,1у_sp -20=0,1400-20=20 МПа.

Сумарні втрати напружень:

у_l = у₁+ у₇=20+20=40 МПа.

Якщо у_l <100 МПа, приймаємо у_l =100 МПа, таким чином

у_sp =400-100=300 МПа.

Визначаємо граничне значення відносної висоти стиснутої зони бетону (,, В25 бетон, ,).

Характеристика стиснутої зони бетону:

щ=б-0.008 Rb=0.85-0.008*14. 5=0.7456.

Граничне значення відносної висоти стиснутої зони бетону головної балки:

;

Так як М_розр > М_f , то розрахунок виконується як для балки таврового перерізу з такими розмірами поперечного перерізу:

полка шириною ;

висотою ;

стінка шириною ; висотою .

Знаходимо коефіцієнт стиснутої зони:

Відносна висота стиснутої зони бетону:

Оскільки =0.59?=686, то стиснута арматура за розрахунком не потрібна.

Необхідна площа поперечної арматури:

Приймаємо 4 стержня ш 36 із умов, що по одному ненапруженому стержню розташованому в ребрах 2 ш 36 А_s=20,36 смІ, та 2 ш 28 А_s=20,36 смІ А 500С.

4.2.2 Визначення параметрів попереднього напруження арматури

Стрілка відтягування силою Fsp всередині довжини lsp, яка необхідна для отримання натягу Nsp:

м=136мм;

Висота пазух: =36+48+136=220 мм<280мм;

Значення необхідного зусилля натягу напруженої арматури:

.

Попереднє напруження з урахуванням перших та других втрат. Відтягуюча сила Fsp, яка необхідна для отримання зусилля натягу Nsp всередині довжини паза.

Враховуємо перші втрати ( від релаксації напружень в арматурі):

Враховуємо другі втрати ( від релаксації напружень в арматурі):

Сумарні втрати:

. Приймаємо

Відтягуюча сила ,яка необхідна для отримання зусилля натягу всередині довжини паза:

4.2.2 Оцінка напружень у бетоні

Геометричні характеристики поперечного перерізу балки:

Визначаємо приведену площу поперечного перерізу:

Статичний момент інерції приведеного перерізу відносно нижньої границі перерізу:

мм;

Момент інерції приведеного перерізу:

4.2.3 Визначення напружень в головній балці на стадії зведення

Оцінимо напруження у балці від зусилля переднапруження:

cм;

Знайдемо напруження в бетоні у майбутній стиснутій зоні:

;

4.3 Розрахунок головної балки на стадії експлуатації за другою групою граничних станів

4.3.1 Визначення геометричних характеристик перерізу

Після бетонування пазу отримаємо такі геометричні характеристики приведеного перерізу:

Визначаємо приведену площу поперечного перерізу:

Статичний момент інерції приведеного перерізу відносно нижньої границі

Положення центру ваги приведеного перерізу відносно нижньої границі перерізу:

Момент інерції приведеного перерізу:

4.3.2 Визначення напружень в бетоні

Оцінимо напруження у балці від зусилля переднапруження:

мм;

Знайдемо напруження в бетоні у майбутній стиснутій зоні:

;

Знайдемо напруження в бетоні у майбутній розтягнутій зоні:

Оцінимо напруження в балці від нормативного навантаження:

Де

момент від власної ваги.

;

.

4.3.3 Оцінка напружень в бетоні на стадії експлуатації

;

На стадії експлуатації в головній балці в розтягнутій зоні утворюються тріщини.

Размещено на Allbest.ru