ОРСК Мидина многопустотная плита. Высший Колледж Инновационного Евразийского университета пояснительная записка
 Скачать 106.91 Kb.
|
|
Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі Министерство образования и науки Республики Казахстан Инновациалық Еуразия университетінің жоғарғы колледжі Высший Колледж Инновационного Евразийского университета ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ДИСЦИПЛИНА: «Основы расчета строительных конструкций» ГРУППА : _______________________ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: _______________________ СТУДЕНТ: _______________________ г. Павлодар 2022 Содержание
ВВЕДЕНИЕ При проектировании, которое включает в себя расчет и конструирование строительных конструкций, необходимо соблюдать требования СНиПов. Требования строительных норм направлены на обеспечение необходимой надежности в работе как здания (сооружения) в целом, так и его отдельных элементов (конструкций), их соединений, а также оснований. При этом здания и сооружения должны отвечать требованиям долговечности и капитальности. Существующие строительные нормы предписывают вести расчет строительных конструкций на силовые воздействия по методу предельных состояний. Понятие о предельных состояниях строительных конструкций Предельными называются такие состояния для здания, сооружения, а также основания или отдельных конструкций, при которых они перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям, а также требованиям, заданным при их возведении. Предельные состояния конструкций (зданий) подразделяются на две группы: первая группа — по потере несущей способности или непригодности к эксплуатации. Говоря проще, состояния, относящиеся к этой группе, считаются предельными, если в конструкции наступило опасное напряженно-деформированное состояние; в худшем случае, если она по этим причинам разрушилась; вторая группа — по непригодности к нормальной эксплуатации. Нормальной называется такая эксплуатация здания или его конструкции, которая осуществляется в соответствии с предусмотренными в нормах или заданиях на проектирование технологическими или бытовыми условиями. Другими словами, возможны Случаи, когда конструкция не потеряла несущей способности, т.е. удовлетворяет требованиям первой группы предельных состояний, но ее деформации (например, прогибы или трещины) таковы, что нарушают технологический процесс или нормальные условия нахождения людей в помещении. К предельным состояниям первой группы относятся: общая потеря устойчивости формы потеря устойчивости положения хрупкое, вязкое или иного характера разрушение разрушение под совместным воздействием силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды и др. К предельным состояниям второй группы относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций (зданий) или снижающие их долговечность вследствие появлений недопустимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота), колебаний и трещин. Например, подкрановая балка, оставаясь прочной и надежной в работе, может прогнуться больше, чем установлено нормами. Вследствие этого мостовому крану с грузом приходится как бы выезжать из «ямы», образовавшейся вследствие прогиба балки, что создает дополнительные нагрузки на его узлы и ухудшает условия его нормальной эксплуатации. Другой пример: при прогибе деревянных оштукатуренных поверхностей (потолка) более чем на 1/300 длины пролета начинает отпадать штукатурка. Прочность балки при этом может быть не исчерпана, но нарушаются нормальные бытовые условия и может возникнуть опасность для здоровья и жизни людей. К аналогичным последствиям может привести чрезмерное раскрытие трещин, которые допустимы в железобетонных и каменных конструкциях, но ограничиваются нормами.   Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям первой группы Расчет плиты по предельным состояниям первой группы заключается в определении необходимого количества арматуры и ее расположении в сечениях и по длине элемента. Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия
1.1 Расчетная нагрузка на 1 м при ширине плиты 1,2 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания γn=0.95; постоянная g=3,949×1,2×0,95=4,509 кН/м; полная g+v= 9,949×1,2×0,95=11,343 кН/м; v=6,0×1,2×0,95=6,84 кН/м Нормативная нагрузка на 1 м: постоянная g=3,505×1,2×0,95=4,0 кН/м; полная g+v=8,505×1,2×0,95=9,7 кН/м в т.ч. постоянная и длительная v=7,005×1,2×0,95=8,0 кН/м Усилия от расчётных и нормативных нагрузок. В методе предельных состояний применяется система коэффициентов надежности и коэффициентов условий работы, учитывающая изменчивость нагрузок, свойств материалов и условий работы конструкции. В связи с этим в расчетах по методу предельных состояний используются нормативные и расчетные значения нагрузок. Нормативные нагрузки – это нагрузки, установленные нормами по заданной заранее вероятности превышения средних значений или по номинальным значениям. Расчетные нагрузки – это нагрузки, используемые в расчетах конструкций на прочность и устойчивость и получаемые путем умножения нормативных значений нагрузок на коэффициенты надежности по нагрузке и по назначению здания От расчётной нагрузки М=(g+v)=l02/8= 11,343×7,3²/8=75,5 кНм Q=(g+v)l0/2= 11,343×7,3/2= 41,4 кНм От нормативной полной нагрузки М=9,7×7,3²/8=64,6 кНм Q=9,7×7,3/2=35,4 кНм От нормативной постоянной и длительной нагрузок М=8,0×7,3²/8=53,3 кНм Постоянные – нагрузки, действующие в течение всего периода эксплуатации. Это вес несущих и ограждающих конструкций, вес и давление грунтов для заглубленных сооружений, усилие предварительного обжатия. Временными называются нагрузки, изменяющие в процессе эксплуатации по величине или положению. Временные нагрузки делятся на длительные и кратковременные. К длительным нагрузкам относятся: вес стационарного оборудования, нагрузка от массы продуктов, заполняющих оборудование в процессе эксплуатации, пониженное значение снеговых и крановых нагрузок, давление жидкостей, газов и сыпучих материал в емкостях, трубопроводах и др. К кратковременным нагрузкам относятся: вес людей, полное значение снеговых и крановых нагрузок, ветровые нагрузки, а также нагрузки, возникающие при монтаже и ремонте конструкций. К особым нагрузкам относятся: сейсмические, взрывные и прочие аварийные воздействия. Расчет конструкций выполняется на действие нагрузок в различных сочетаниях. Одновременное действие постоянных, длительных и кратковременных нагрузок называется основным сочетанием. Вероятность одновременного воздействия наибольших нагрузок учитывается коэффициентами сочетаний. При одновременном действии двух и более временных нагрузок эти коэффициенты для всех временных нагрузок, кроме тех, что оказывают наибольшее влияние, принимаются меньше единицы. Для длительных нагрузок они равны 0.95, а для кратковременных – 0.9 или 0.7 в зависимости от степени влияния нагрузки. Наиболее значимая временная нагрузка прикладывается без снижения. Установление размеров сечения плиты Высота сечения многопустотной (6 круглых пустот ø12) предварительно напряженной плиты h=l0/30=730/30=24 см; (1.1) рабочая высота сечения h0=h-a=24-4=20 см (1.2) Размеры: толщина верхней и нижней полок (24см-12)×0,5=6 см В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения h'f=6см; отношение h'f/h=6/24=0,25>0,1, при этом в расчет вводится вся ширина полки b'f=116 см; расчетная ширина ребра: b=116-6×12=44 см (1.3) Характеристика прочности бетона и арматуры По применяемому материалу различают металлическую арматуру, изготовленную из определённых марок стали, и неметаллическую, при производстве которой используются различные волокна. Тип профиля существенно влияет на коэффициент сцепления арматуры с бетоном, от чего в конечном итоге зависит прочность изделия или конструкции. В зависимости от внешнего вида, выделяют продукцию квадратного и круглого сечения. Круглая арматура выпускается со следующими типами профиля: Арматура с периодическим профилем отличается равносторонними выступами, расположенными по всей протяжённости, которые дополнительно увеличивают силу сцепления с раствором. В зависимости от вида рифления, профиль бывает кольцевой, серповидный, смешанный. По нагрузкам Ориентация арматуры в строительной конструкции подразделяет её на следующие типы: Поперечную, усиливающую бетон в сжатой зоне, а также препятствующую образованию наклонных трещин, которые возникают при скалывающих напряжениях в опорных зонах. Продольную, препятствующую возникновению вертикальных трещин. Кроме этого, она воспринимает на себя напряжения в растянутой зоне железобетонной конструкции. Также арматура бывает напрягаемая и ненапрягаемая, укладываемая при изготовлении ж/б изделий в напряжённом (вытянутом) состоянии и без предварительного натяжения соответственно. Назначение арматуры По выполняемой в строительной конструкции функции арматура подразделяется на следующие виды: Рабочая: воспринимает основную нагрузку в конструктивных элементах. Требуемое сечение определяется при помощи расчётов. Конструктивно-распределительная, воспринимающая температурное расширение и усадку конструкций. Оптимальное сечение выбирается исходя из минимального армирования. Монтажная – применяется для объединения предыдущих двух видов в каркасы и армирующие сетки. Анкерная. Под этим понятием подразумеваются различные закладные детали. Предварительное напряжение арматуры равно: σsp=0,75×785=590 МПа (2.1) При электротермическом способе напряжения p=30+360/6=90 МПа σsp +p=590+90=680 Вычисляют предельное отклонение предварительного напряжения при числе напрягаемых стержней np=10 по формуле: γsp=  (2.2)Коэффициент точности натяжения по формуле: γsp=1- ∆γsp =1+0,1=1,1 (2.3) Предварительные напряжения с учетом точности натяжения σsp =0,9×590=510 МПа (2.4) Расчёт прочности плиты по сечениям нормальным к продольной оси, М=75,5 кН*м Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне. Вычисляют αm=M/Rb×b'f×h0²=75 500 000/(0,9×14,5×116×20²×100)=0,124 (3.1) Соответственно ξR=0,01; ζ=0,995 Характеристика сжатой зоны ω=0,85-0,008Rb=0,008×0,9×14,5=0,75 (3.2) Граничная высота сжатой зоны: ξR =  (3.3)здесь σsR=Rs=680+400-510=570, ∆σsp=0, в знаменателе принято 500. Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести γs6=η - (η-1) (  )=1,15-(1,15-1) ( -1)=1,29 > η (3.4)где η =1,15 – для арматуры класса А-V. Площадь сечения растянутой арматуры As=Mγs6×Rs×ζ×h0=7 550 000/ 1,15×680×0,995×20= 4,85см² (3.5) Принимают 10 ø8 A-V с площадью As=5,03см² Расчёт прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси, Q=41,4кНм Влияние усилия обжатия Р=385кН φn=0,1N/Rbt×b×h0=0,1×385000/1,05×44×20=0,43<0,5 (4.1) Проверяется требуется ли поперечная арматура по расчету. Условие: Qmax=41,4×10³<2,5Rbt×b×h0=2,5×0,9×1,05×44×20(100)=208×10³H - удовлетворяется При g+  =4,5+6,84/2=7,92кНм и поскольку 0,16φb4(1-φn)Rbt×b=0,16×1,5(1+0,43)×0,9×1,05×44(100)=1430Нсм> 79,2 Нсм, принимают c=2,5 h0=2,5×20=50см; Другое условие Q=Qmax-q1c=41,4×10³-79,2×50=37,5×10³ φb4 (1+ φn)Rbt×b×h0²=1,5(1+0,43)×0,9×1,05×44×202/ 50= 71,3×103 >37,5×103 (4.2) удовлетворяется также. Следовательно, поперечной арматуры по расчету не требуется. На приопорных участках длиной l/4 арматуру устанавливают конструктивно, ø4 Вр1 s=h/2=24/2= 12см; в средней части пролета поперечная арматура не применяется. В многопустотных панелях диаметр поперечной арматуры не зависит от диаметра рабочей продольной арматуры. Обычно он принимается 4 мм. Панели армируются короткими плоскими каркасами, которые устанавливаются в крайние ребра и в промежуточные через 2 отверстия. Шаг поперечной арматуры зависит от высоты сечения элемента и характера нагрузки. В балках и ребрах с высотой сечения 150 мм и более, если выполняется условие (22), хомуты устанавливаются с шагом не более 0,75h и не более 500 мм. В сплошных и часторебристых плитах с высотой сечения менее 300 мм, а также в балках и ребрах высотой менее 150 мм при выполнении условия (22) хомуты можно не устанавливать. Если условии (22) не выполняется, то хомуты устанавливаются по расчету, их шаг должен быть не более 0,5h и не более 300 мм. При равномерно распределенной нагрузке допускается в средней части пролета балок и плит увеличивать шаг хомутов в 2 раза по отношению к шагу на приопорных участках, при соблюдении ранее названных конструктивных требований. Максимально допустимый шаг поперечных стержней определяют по формуле |