Записка к расчетам
Записка к расчетам
1. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ.
Ригели поперечных рам – трехпролетные, на опорах жестко соединены с крайними и средними колоннами. Ригели расположен в поперечном направлении, за счет чего достигается большая жесткость здания.
Поскольку нормативная нагрузка на перекрытие (4 кПа) меньше 5 кПа, принимаем многопустотные плиты. Наименьшая ширина плиты – 1400 мм. Связевые плиты расположены по рядам колонн. В среднем пролете предусмотрен такой один доборный элемент шириной 1000 мм. В крайних пролетах предусмотрены по монолитному участку шириной 425 мм.
В продольном направлении жесткость здания обеспечивается вертикальными связями, устанавливаемыми в одном среднем пролете по каждому ряду колонн. В поперечном направлении жесткость здания обеспечивается по релико-связевой системе: ветровая нагрузка через перекрытие, работающие как горизонтальные жесткие диски, предается на торцевые стены, выполняющие функции вертикальных связевых диафрагм, и поперечные рамы.
Поперечные же рамы работают только на вертикальную нагрузку.
2. Расчет многопустотной преднопряженной плиты по двум группам предельных состояний.
2.1 Расчет многопустотной преднопряженной плиты по I группе предельных состояний
2.1.1 Расчетный пролет и нагрузки.
Для установления расчетного пролета плиты предварительно задается размерами – ригеля:
высота h=(1/8+1/15)*
l= (1/11)*5.2=0.47≈0.5 м. ширина b=(0.3/0.4)*hbm=0.4*0.5=0.2 m.
При опирании на ригель поверху расчетный пролет плиты равен: l0=l-b/2=6-0.2/2=5.9 m.
Таблица 1. Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия
Вид нагрузки
Нормативная нагрузка,
Н/м2
|
Коэффициент надежности по нагрузке
|
Расчетная нагрузка,
Н/м2
| |
Постоянная:
-собственный вес многопустотной плиты
-то же слоя цементного раствора,
g=20 мм, R=2000кг/м3
-тоже керамических плиток,
g=13 мм, R=1300кг/м3
|
2800
440
240
|
1,1
1,3
1,1
|
3080
570
270
|
|
Итого
Временная
В т.ч. длительная
краткосрочная
|
3480
4000
2500
1500
|
-
1,2
1,2
1,2
|
3920
4800
3000
1800
|
|
Полная
В т.ч. постоянная и длительная
кратковременная
|
7480
5980
1500
|
-
-
-
|
8720
-
-
|
Расчетная нагрузка на 1 м длины при ширине плиты 1,4 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания јn=0,95: постоянная g=3920*1.4*0.95=5.21 кН/м; полная g+ φ = 8720*1,4*0,95=11,6 кН/м; временная φ=4800*1,4*0,95=6,38 кН/м.
Нормативная нагрузка на 1 м длины: постоянная g=3480*1.4*0.95=4.63 кН/м; полная g+ φ=7480*1.4*0.95=9.95 кН/м, в точности постоянная и длительная (g+ φ)l=5980*1.4*0.95=7.95 кН/м.
2.1.2 Усилие от расчетных и нормативных нагрузок.
От расчетной нагрузки М=( g+ φ)l02/8=11.6*103*5.92/8=50.47 кН*м;
Q==( g+ φ)l0/2=11.6*103*5.92/2=34.22 кН
От нормативной полной нагрузки М=9.95*103*5.92/8=43.29 кН*м.
Q=9.95*103*5.92/2=29.35 кН. От нормативной постоянной и длительной нагрузки М=7.95*103*5.92/8=34.59 кН*м.
2.1.3 Установление размеров сечения плиты.
Высота сечения многопустотной преднопряженной плиты h=l0/30=5.9/30≈0.2 м. (8 круглых пустот диаметром 0.14 м).
Рабочая высота сечения h0=h-e=0.2-0.03≈0.17 м
Размеры: толщина верхней и нижней полок (0.2-0.14) *0.5=0.03 м. Ширина ребер: средних 0.025 м, крайних 0.0475 м.
В расчетах по предельным состоянием, I группы расчетная толщина сжатой полки таврого сечения hf’=0.03 м; отношение hf’/h=0.03/0.2=0.15>0.1-при этом в расчет вводится вся ширина полки bf’=1.36 м;рр расчетная ширина ребра b=1.36-8*0.14=0.24 м.
Рисунок 2 – Поперечные сечения плиты а) к расчету прочности
б) к расчету по образованию трещин.
2.1.4 Характеристики прочности в стене и арматуры.
Многопустотную преднопряженную плиту армируем стержневой арматурой класса А-IV с электротермическим способом натяжения на упоры форм. К трещиностойкости плиты предъявляют требования 3 категории. Изделие подвергаем тепловой обработке при атмосферном давлении.
Бетон тяжелый класса В30, соответствующий напрягаемой арматуре.
Призменная прочность нормативная Rbn=Rb,ser=22 МПа, расчетная Rb=17 МПа, коэффициент условий работы бетона jb=0.9; нормативное сопротивление при растяжении Rbth=Rbt,ser=1.8 МПа, расчетное Rbt=1.2 МПа; начальный модуль упругости Еb=29 000 МПа.
Передаточная прочность бетона Rbp устанавливается так чтобы обжатии отношения Gbp/Rbp≤ 0.79
Арматура продольных ребер – класса А-IV, нормативное сопротивление Rsn=590 МПа, расчетное сопротивление Rs=510 МПа, модуль упругости Еs=190 000 МПа.
Преднапряжение арматуры принимаем равным Gsp=0.75Rsn=0.75*590*106=442.5 МПа.
Проверяем выполнение условия: при электротермическом способе натяжения р=30+360/l=30+360/6=90 МПа.
Gsp+p=(442.5+90)*106=532.5 МПа<590 МПа - условие выполняется.
Вычисляем предельное отклонение преднапряжения:
Δjsp=6.5*p/Gsp*(1+1/√Пр)=0.5*90*106/442.5*106*(1+1/√5)=0.14>jspmin=0.1, где n=5 – число напрягаемых стержней;
Коэффициент точности натяжения при благоприятном преднапряжении jsp=1- Δjsp=1-0,14=0,86
При проверке на образование трещин в верхней для плиты при обжатии принимаем jsp=1+0,14=1,14.
Преднапряжение с учетом точности натяжения Gsp=0.86*442.5*106=380.6 МПа.
2.1.5 Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.
M=50.47 кН*м.
Вычисляем αm=М/(Rb*bf’*h20)=50.47*103/(0.9*17*106*1.36*0.172)=0.084.
По таблице 3.1[1] находим: η=0,955; ζ=0,09; х= ζ*h0=0,09*0,17=0,015 м<0.03 м – нейтральная ось проходит в пределах сжатой зоны.
Вычисляем граничную высоту сжатой зоны:
ζR=w/[1+(Gsp/500)*(1-w/1.1)]=0.73/[1+(529.4*106/500*106)*(1-0.73/1.1)]=0.54,
где w=0,85-0,008*Rb=0.85-0.008*0.9*17=0.73 – характеристика деформированных свойств бетона.
GSR=Rs+400-Gsp-ΔGsp=(510+400-380.6-0)*106=529.4 МПа.
Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести: jSG= η-( η-1)*(2* ζ/( ζ-1))=1.2-(1.2-1)*(2*.009/0.54-1)=1.33> η=1.2, где η=1,2 – для арматуры класса А-IV
Принимаем jSG= η=1,2.
Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры:
Аs=М/ jSG*RS* η*h0=50.47*103/1.2*510*106*0.955*.17=5.08*10-4 м2.
Принимаем 5ø12 А-IV с А3=5,65*10-4 м2.
2.2 Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям II группы.
2.2.1 Геометрические характеристики приведенного сечения.
Круглое очертание пустот заменяем эквивалентным квадратным со стороной h=0.9*d=0.9*0.14=0.126 m.
Толщина полок эквивалентного сечения hf’=hf=(0.2-0.126)*0.5=0.037 м. Ширина ребра b=1.36-8*0.126=0.35 м. Ширина пустот:1.36—0.35=1.01; Площадь приведенного сечения Ared=1,36*0,2-1,01*0,126=0,145 м2.