3. Розрахунок полички першого поверху

Дата: 2025-05-21; Просмотры: 3

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

1.

Загальні рішення

1.1 Розбивка сітки колон

Згідно завдання на курсове проектування необхідно розрахувати елементи збірного балочного перекриття багатоповерхової промислової будівлі.

Зовнішніми огороджуючими конструкціями є цегляні стіни товщиною 510мм. з прив’язкою (200;300).

Будівля з неповним залізобетонним каркасом.

Довжина будівлі – L=48,0м.;

Крок колон вздовж будівлі –l₁=6,0м.;

Кількість кроків вздовж будівлі – 8;

Ширина будівлі в осях – 22,9м.;

Крок колон поперед будівлі – l₂=(7,7×7,5×7,7)м.

Розташування ригелю прийнято поперек, а плит перекриття вздовж будівлі.

1.2 Види основних типів конструкції

Всі елементи збірного балочного перекриття обирають згідно номенклатурі на залізобетонних конструкції для промислових будівель.

Колони прийняті залізобетонні квадратного перерізу розміром 400×400м. висотою на один поверх.

Консоль колони виконується з похилою нижньою гранню. Стик колон виконується на відстані 0,6м. від плит перекриття, нижній кінець першого поверху закладається в стакан монолітного залізобетонного фундаменту.

Рисунок 1.2 Схема консолі колони

Ригелі прийняті збірні залізобетонні з поличками для спирання плит.

Висота ригеля h= l₂

h= =

Приймаємо висоту ригеля h=700,0мм.

Ширина ригеля b=

b=

Приймаємо ширину ригеля b=350,0мм.

Рисунок 1.3 Поперечний переріз ригеля

Плити перекриття прийняті залізобетонні ребристі:

П1 В^Н=1500мм.

П2 В^Н=1200мм.

2.

Розрахунок плит перекриття

2.1 Призначення опалубних розмірів

До розрахунку прийнято рядова плита П1 з номінальною шириною В^Н=1500мм.. Шви між плитами перекриття 20мм., тоді конструктивна ширина плити В^к=В^н20=1500-20=1480мм. Оскільки ширина плити значна, то для збільшення жорсткості полички передбачається поперечні ребра.

В торці плити l₁¹=1225мм.

В середині плити l₁²=1290мм.

Висота поперечних ребер знизу b_рн=50мм.

Ширина ребра вгорі b_рв=100мм.

Товщина полички плити 50мм.

Відстань між повздовжніми ребрами l₂¹=1240мм.

Висота ребра h=400мм.

Ширина ребра знизу – 85мм.

Ширина ребра вгорі – 100мм.

Для визначення довжини плити розглянемо схему спирання плити на полички ригелю.

Зазор між ригелем і плитою для зручності монтажу - 20мм.

Довжина плити вгорі l_пл.в=6000-2(150+20+20+20)=6000-2(210)=5580мм.

Рисунок 2.4 Схема спирання плити на полички ригеля

2.3.2 Збір навантаження на 1м² полички.

Навантаження на поличку плити перекриття з постійних і тимчасових.

Змінні: вага обладнання і людей.

Постійні: власна вага полички, конструкція підлоги, перегородки.

Збір навантаження на 1м²

Коефіцієнти надійності за навантаженням приймається за постійними навантаженнями за табл. 5.1 для змінного навантаження за пунктом 6.7 [1]. Вага тимчасових перегородок прийнята за пунктом 6.6 [1] з урахуванням коефіцієнту надійності за відповідністю до розрахунку приймаємо розрахункове граничне навантаження на 1м.п.

q_m=g_m^т × 0,95=11168,0×0,95=10609,6 Н/м

2.5.2 Навантаження поздовжнє ребро

При наявності поперечних ребер навантаження на поздовжнє ребро складається з опорного тиску від поперечних і навантаження які передаються від поличок розподілених у вигляді трикутника. Це складна система навантаження може бути замінена на рівномірно-розподілену.

3. Розрахунок полички першого поверху

3.1 Конструкція та розрахункова схема колони.

Згідно з пунктом 1.2 до розрахунку приймаємо колону перерізом 40х40см трацепевидною консолю висотою на 1 поверх.

Згідно завдання на курсове проектування висота поверху h_пов=3,3м. кількість поверхів n=4. Стик колон виконується на 0,6м від поверхні плит перекриття. Колона першого поверху закладається в стакан монолітного фундаменту орієнтовано на 1м. В зв’язку тим, що будівля прийнята з несучими цегляними зовнішніми стінами та неповним каркасом колони середніх рядів розраховують як позацентрове стиснуті з випадковим енцентриситетом. За розрахункову висоту колони приймається висота поверху.

3,3-(700+125)=3300-825=2475

3.2 Збір навантаження на колону

При визначені на колону ригель вважається розрізним тобто у кожному прольоті ригель працює як одно прольотна балка, що вільно спирається на консолі колон.

Навантаження на поличку від покриття і перекриття визначається як добуток інтенсивності навантаження на вантажну площу.

Вантажна площа визначається як добуток відстані між розбивочними осями

А _вант = l₁×l₂=в× =45,6м²

Рисунок 3 Схема навантаження на колону

Розрахункове експлуатаційне характеристичне навантаження від власної ваги колони в межах поверху з урахуванням металевих зв’язків жорсткості складає

N_e^в.в =в_к×h_к×H_повн×ρ×10+5000=0,4×0,4×3,3×2500×10+5000=18200Н=18,2 кН

Розрахунково – граничне навантаження власної ваги колони з урахуванням коефіцієнту надійності за відповідністю γ=0,95

N_м^в.в= N_е^в.в= γ_fm× γ_n=18200×1.1×0,95=19 кН

Розрахунково-експлуатаційне (характеристичне) навантаження від власної ваги 1м.п. ригеля складає

q_е^в.в. =Vρ×ρ×10

q_е^в.в. =( ×0,2+0,6×0,1+ ×0,4) ×2500×10=6950Н/м=6,95кН/м

Розрахунково-граничне навантаження від власної ваги 1м.п. ригеля

q_м^в.в= q_е^в.в ×γ_fm×γ_n=6,95×1,1×0,95=7,26кН/м

Навантаження від покриття складається з постійних (вага покриття) і тимчасового навантаження від снігу.

Район будівництва м. Київ

Характеристичне значення снігового навантаження

S_o=1550 Па (додаток Е [1])

Експлуатаційне розрахункове значення снігового навантаження

S_e=γ_fe*S_o*C

C- визначається за формулою

С=ϻ*С_е*С_alt

ϻ - коефіцієнт переходу від ваги снігового покриву на поверхні землі до снігового покрову на покриття ϻ=1 (додаток Ж [1])

γ_fe – коефіцієнт надійності за експлуатаційним значенням снігового навантаження який визначається за (табл.8.3) залежно від частки часу ɳ прольотом якого можуть порушуватися умови другого граничного стану .

Для об’єктів масового будівництва ɳ=0,02, γ_fe=0,49

С_е – коефіцієнт який враховує режим експлуатації покрівлі С_е=1

С_alt - коефіцієнт географічної висоти

С=1

S_e=0,49×1550×1=759,5 Па

Гранично-розрахункове значення снігового навантаження

S_m= γ_fm×S_o×C

γ_fm – визначається в залежності від заданого середнього періоду повторювальності Т=60 років

γ_fm=1,04 при Т=60 років

S_m=1,04×1550×1=1612 Па

Збір навантаження на 1м

² покриття виконується в табличній формі

3.2.2 Навантаження від перекриття

Навантаження від перекриття складається з постійних (конструкцій підлоги, перегородок, власна вага плити і залізобетонного ригелю) та змінні (вага людей та обладнання) ρ_е=600кг/м²

Таблиця 3.4 Навантаження на колону від перекриття

3.2.3 Навантаження на колону кожного поверху

Таблиця 3.5 Збір навантаження на колону кожного поверху

2.2 Призначення класів матеріалів

Для виготовлення плити приймається важкий бетон С25. Робоча арматура каркасів поздовжніх і поперечних ребер приймається стержнева класу А240С. Поперечна в монтажна арматура каркасів приймається класів А240С Вр1. Поличка плити арматури (армується) сіткою з робочою арматурою класу Вр1.

Монтажні петлі виконуються з арматури класу А240С. Закладні деталі в місцях спирання плит виконуються у сталі ВстЗсп.

2.3 Розрахункові характеристики матеріалів

2.3.1 Для бетону класу С25

Розрахунковий опір бетону стиску f_cd=14,5 МПа табл. 1.2 [2]

Коефіцієнт умов роботи, який враховує вплив міцність бетону тривалого навантаження γ_с=0,9 В розрахунок приймаємо f_cd=0,9×14,5=13,05 МПа

Граничне значення міцності бетону на зсув С_Rd.c=0.26МПа (табл. 1.4[2])

2.3.2 Для робочої арматури класу А400С. Розрахунковий опір арматури розтягу f_yd=365МПа (табл. 1.4[2]). Для дротяної арматури класу Вр1 f_yd=410МПа

2.3.3 Для поперечної арматури

Розрахунковий опір поперечної арматури класу А240С розтяганню

f_уwd=170 мПа. Для дротяної арматури f_уwd=290 МПа (d 3-5мм)

2.4 Розрахунок полички плити

2.4.1 Визначення розрахункового перерізу і розрахункової схеми.

Оскільки відстань між поперечними і поздовжніми ребрами не значно відрізняється між собою то поличку плити можна розраховувати як квадратну пластину за контуром. Для розрахунку з полички плити вирізається смуга шириною 1 м, тоді розрахунковий переріз буде прямокутний розмірами в×h(1000×50мм)

Рисунок 2.5 Розрахунковий переріз полички плити

2.4.2 Збір навантаження на 1м² полички табл. 2.1

2.4.3 статичний розрахунок полички плити.

При розрахунку полички плити за методом граничної рівноваги розрахунковий згинаючий момент на опорах і в середині прольоту, відноситься до полоси шириною 1м визначається за формулою.

М_ed =

М_ed= =0.36 кНм

2.4.4 Розрахунок полички плити на міцність

Корисна висота перерізу полички

d=0,5×h; d=0,5×50=25мм

Табличний коефіцієнт

α_м= = = =0,044

Решта табличних коефіцієнтів

ξ=0,06 ζ=0,976

Визначаємо граничне значення стиснутої зони бетону

£_R=

Де – граничне значення деформації бетону = 3,10%

– пружна деформація арматури для Вр1 Е_s=170000 МПа (табл. 3Д)

= = =0,00241=2,41%

2.5.4 Розрахунок міцності похилих перерізів

Розрахункова перерізуюча сила на опорі V_Ed=51,11кН. Поздовжні ребра армуються плоскими каркасами по одному каркасі в кожному ребрі діаметр поперечних стержнів у каркасі приймається попередньо з умов технології зварювання при діаметрі робочої арматури d=16мм.

Поперечна арматура прийнята

ф 3Вр1 ф 5Вр1

ф 4Вр1 ф 6А240С

Крок стержнів попередньо прийнятий з конструктивних міркувань при висоті конструкції h=400мм біля опори приймається S₁=150мм

Всередині прольоту S₂=300мм

Корична висота перерізу d=345,5мм

Максимальний крок поперечних стержнів

S_max=0,75×d=0,75×345,5=259,12мм

S₁=150мм˂ S_max=259,12мм

Визначаємо коефіцієнт армування перерізу поздовжньою арматурою А_S1 в місце де визначається сила V_Ed

А_S1= А_S=402мм²

_f = = = =0,011

Перевіряємо умову достатності розмірів поперечного перерізу

Оскільки _f=0,011˂0,2

розміри поперечного перерізу достатні.

Визначаємо коефіцієнт R=1+ ≤ 0,2

R=1+ =1,76≤ 2,0

Визначаємо розрахункову міцність на зсув

VRd,c=CRd,c ×R +R₁×Gep

CRd,c- міцність бетону на зсув (табл. 1.3)

CRd,c=0,26 Мпа

Оскільки елементи без попередньо напруження R₁=0, Gep=0

VRd,c=0,26×1,76 +0=0,46 =0,46×1,46=0,67Мпа

- нормативне значення призмової міцності (табл. 1.2[1])

=0,9×15=13,5

Визначаємо розрахункове напруження зсуву в перерізі

γ_еd= = = =0,60МПа

Перевіряємо умову γ_еd≤ γ_Rd,c

γ_еd=0,60МПа˂ γ_Rd,c=0,67Мпа

Оскільки менше умова виконується

2.6 Армування поперечного ребра

Середні поперечні ребра плити розраховуються як балка таврового перерізу, що вільно спирається на поздовжні ребра.

Армування поперечного ребра плоскими каркасами КР2 (3шт) з робочою арматурою ф8А400С поперечна арматура прийнята ф3Вр1

S₁=100мм

2.7 Конструювання плити перекриття

КП - каркаси просторові

КР- каркас плоский

С- сітка арматури

МН - вироби закладні

Поличка плити армується зварною сіткою С1 марки С

Довжина сітки

L_с=l_п^в-2×5=5590-10=5580мм

в_с=в_п^в-2×5=1440-10=1430мм

В місцях опирання плити для сприйняття розтягуючих зусиль від опорних моментів і для запобігання утворення тріщин встановлюють зварні арматурні сітки С2(4шт) за конструктивними міркуваннями виконується сітка С2 з арматурного дроту ф3ВР1 крок стержнів 150мм довжина L_с=1520мм ширина сітки в_с=620мм

Поздовжні ребра плити армуються плоскими зварними каркасами КР1(2шт) в одному каркасі робоча арматура прийнята 1d16A400C; 1d10A400C поперечна арматура прийнята

5ВР1+3мм ф8А400С

S₁=150мм; S₂=150мм

В торцях каркасу приварені до пластини перерізом _26х60мм довжиною l=100мм які виконують роль закладних деталей для кріплення плити до ригеля.

Довжина каркасу знизу плити

l_к^н= l_п^н-2×10=5630-20=5610мм

l_к^в= l_п^в-2×10=5590-20=5570мм

h_k=h-2×10=400-20=380мм

Середні поперечні ребра армуються плоскими зварними каркасами КР2 8А400С з кроком 100мм монтажна арматура діаметром ф5ВР1 l_к=1360мм; h_k=150мм

Крайні поперечні ребра армуються плоскими зварними каркасами КР3(2шт). Каркас встановлений з дроту арматурою ф5ВР1 довжина каркасу знизу 1460мм; вгорі 1420мм; висота 380мм.

Для підйому і монтажу в плиті передбачені підйомні петлі ПТ1(4шт). Власна вага плити складає G_в.в.=2700×1,5=4050кг Rd=1,5. З урахуванням можливого перекосу крокв вага розділяється на три петлі

=1350кг

За табл. 1.4[4] Кувандін приймаються монтажні петлі діаметром ф14А240С

Розрахунок міцності стиснутих елементів

1. Особливості конструювання стиснутих елементів

До стиснутих елементів відносяться (колони, стояки різноманітних споруд, варені пояси ферм, арки, перегородки і стіни будівель).

Форма поперечного перерізу стиснутих елементів найчастіше буває квадратною або прямокутною розвинутою в площі дії моменту бувають: круглими або у вигляді кільця. Розміри поперечного перерізу повинні бути кратні 50мм до 500мм, після 500мм кратні 100мм. Клас бетону для колон які працюють у звичайних умовах не нижче С15, а в сильно навантажених колонах С25. Поздовжня робоча арматура слугує для несучої здатності елемента зменшення впливу випадкових ексцентриситетів, неоднорідності

і повзучості бетону. Діаметр поздовжньої робочої арматури ˃ф16мм. Клас арматури А400С, А500С, а в деяких випадках А240С. Робоча арматура в стиснутих елементах може бути гнучкою і жорсткою. Гнучка – це арматурні стержні. Жорстка – це кутики, двотаври, швелери. Арматурний переріз колони може бути симетричним або несиметричним. Насичення поперечного перерізу стиснутих елементів поздовжньою арматурою оцінюють процентом (коефіцієнт армування)

ρ%= x100

Оптимальний відсоток армування ρ_opt=1-2% встановлюється по економічним міркуванням.

Мінімальний відсоток армування встановлюється в залежності від гнучкості елемента. Він забезпечує дію, що не враховані розрахунком (температурних, усадкових)

ρ_min=0,05 – 0,25%

В елементах з подвоєним ексцентриситетом

ρ_min=0,1 – 0,5

ρ_max=3%

Проектне положення робочих стержнів армуванням досягаються за допомогою поперечної арматури (хомутів) яка повинна забезпечувати надійне закріплення стиснутих стержнів від їх боковою …… в будь якому напрямку. Крок поперечних стержнів приймають S≤ 20ds

S≤ h

S 500мм

Діаметр поперечних стержнів приймається з умов технології зварювання.

Розрахунок стиснутих елементів з випадковим ексцентриситетом. Залежно від місця у перерізі прикладання поздовжньої стиск може бути розглядатися лише умовно при цьому нехтують можливими ………………………………………………………………………..

Крім того враховують, що в усіх … стиснутих конструкціях є випадкові ексцентриситети які обумовлені не точністю монтажу, можливістю зміщенням ексцентриситетів l_a ≥1/600 l_o

l_a ≥ 1/30 h

l_a ≥ 10мм

Розрахунок елементів з … ексцентриситетом ведуть як для позацентрового стиснутих елементів, але норми допускають виконувати розрахунок деяких елементів прямокутного перерізу (квадратного) при гнучкості λ= ≤ 20 симетрично армованими арматура класу А400С, А500С за спрощеною методикою як центрально стиснутих елементів умова міцності має такий вигляд

N≤ ȹ(f_cd×А + f_yd×A_s,tot)

f_cd – розрахунковий опір бетону

А – площа бетону

f_yd – розрахунковий опір робочої арматури

A_s,tot – площа робочої арматури

ȹ - коефіцієнт який враховує гнучкість елемента тривалість завантаження і характер армування визначається за емпіричною формулою

ȹ= ȹ_в+2(ȹ_sв- ȹ_в) α_s

ȹ_в і ȹ_sв – визначається за (табл. 26 і 27)