1. составление разбивочной схемы сборного перекрытия

• Название: 1. составление разбивочной схемы сборного перекрытия
• Дата: 16.02.2022
• Размер: 0.91 Mb.
• Имя файла: PZ.docx
• Тип: Документы; #364344
• страница: 1 из 10

В соответствии с заданием требуется запроектировать несущие конструкции четырехэтажного промышленного здания с неполным каркасом: наружные стены –кирпичные несущие толщиной 510 мм, внутренний каркас из сборного железобетона (сборное балочное перекрытие и колонны). Привязка разбивочных осей к внутренним граням стен принята равной 120 мм (по цифровым осям) и 380 мм (по буквенным осям).

Промышленное здание прямоугольное в плане с размерами между внутренними гранями стен L = 38,5 м и В = 23,6 м. Оконные проемы в здании приняты шириной 2,4 м, высотой 2,1 м. Высота этажей между отметками чистого пола = 4,2 м. Временная нормативная нагрузка на всех междуэтажных перекрытиях = 12 кН/м², в том числе кратковременная = 1,5 кН/м² . Район строительства – г. Санкт-Петербург. Подошва фундаментов основывается на грунте с расчетным сопротивлением = 0,35 МПа. Отметка подошвы фундамента −1,5 м. Междуэтажные железобетонные перекрытия опираются на наружные кирпичные стены и внутренние железобетонные колонны. Кровельное покрытие опирается только на наружные стены. В качестве несущих элементов покрытия используются сборные железобетонные фермы. Промежуточные колонны доводятся только до междуэтажного перекрытия четвертого этажа. Состав пола на междуэтажных перекрытиях и на первом этаже принимается типовым в зависимости от назначения помещения и характера технологии производства в нем.

1. СОСТАВЛЕНИЕ РАЗБИВОЧНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

Принцип разбивки сетки колонн к схеме расположения ригелей и колонн сборного перекрытия изложен в [1, 2]. Разбивочные (осевые) размеры плит перекрытия определяются в зависимости от величины временной нагрузки и принимаются в пределах от 1,2 до 1,5 м по ширине и от 5,0 до 7,0 м – по длине. По методическим соображениям в курсовом проекте принцип унификации размеров не соблюдается. Перекрытие следует проектировать с наименьшим числом типоразмеров элементов. С этой целью рекомендуется принимать все ребристые плиты одинаковой ширины и длины, чтобы их можно было изготавливать в одних и тех же опалубочных формах. При рекомендуемой длине плит и поперечном расположении ригелей на заданной длине здания L = 36,6 м могут разместиться 6 плит. Длина плит с учетом заделки крайних плит в стены на глубину 120 мм будет:

мм,

где a_оп – величина опирания плиты перекрытия на кирпичную стену, мм; n – количество пролетов, перекрываемых плитами, шт. При рекомендуемых пролетах ригеля от 5,0 до 7,0 м на заданной ширине здания В = 23,6 м принимаем 4 пролета. При ширине ребристой плиты от 1,2 до 1,5 м принимаем в средних пролетах ригеля по 5 плит, в крайних – по 4,5 плиты. Ширина плит:

мм,

где n_кр – количество плит, укладываемых на ригель в крайних пролетах, шт.; n_ср – количество плит, укладываемых на ригель в средних пролетах, шт. С учетом допусков на изготовление 5 мм/пог.м, но не более 30 мм на весь размер элемента и для образования швов замоноличивания между панелями принимаем конструктивные размеры плит:

b_n x l_n = 1232 x 6447 мм.

2. РАСЧЕТ РЕБРИСТОЙ ПЛИТЫ П1

2.1. Назначение классов бетона и арматуры

В соответствии с п. 7.5.4 [1] ребристые плиты перекрытий рекомендуется проектировать из тяжелого или легкого конструкционного бетонов класса по прочности на сжатие не ниже В20.

Плиту проектируем из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В25 со следующими характеристиками:

− R_b = 14,5 МПа, R_bt = 1,05 МПа (табл. 6.8 [3]),

− R_b,ser = 18,5 МПа, R_bt,ser = 1,55 МПа (табл. 6.7 [3]),

− E_b = 30000 МПа (табл. 6.11 [3]).

В качестве рабочей арматуры полки плиты используем арматуру класса В500С с расчетным сопротивлением R_s = 415 МПа (табл. 6.14 [3]) в виде сварных рулонных сеток с продольной и поперечной рабочей арматурой. В продольных и поперечных ребрах устанавливаем плоские сварные каркасы с продольной рабочей арматурой класса А500С с расчетным сопротивлением R_s = 435 МПа (табл. 6.14 [3]). Поперечную и монтажную арматуру в ребрах плиты принимаем класса А240 с расчетными сопротивлениями R_s = 210 МПа (табл. 6.14 [3]), R_sw = 170 МПа (табл. 6.15 [3]). В соответствии с п. 6.2.12 [3] значение модуля упругости для арматуры классов А и В (В500С, А500С, А240) принимается равным Е_s = 200000 МПа.

2.2. Расчет полки плиты

В соответствии с п. 7.5.8 [1] толщину полки сборной ребристой плиты перекрытия промышленного здания принимаем 50 мм.

С целью упрощения расчета каждую из ячеек полки в статическом отношении условно рассматриваем как плиту, опертую по контуру с частичным защемлением в продольных и поперечных ребрах (в соответствии п. 7.5.19 [1]).

За расчетные пролеты принимаются:

• в поперечном направлении:

l₁= b_n – 2b₁ = 1232 - 2 120 = 992 мм;

• в продольном направлении:

мм,

где b₁ и b₂ – ширина поверху продольного и поперечного ребер соответственно (см. рис. 2 и 3); n_р – количество поперечных ребер (см. рис. 2); – количество средних ячеек.

2.2.1. Сбор нагрузок. Статический расчет полки плиты

Найдем значения расчетных нагрузок с учетом коэффициента надежности по ответственности сооружений γ_n, который принимается по [5] в зависимости от уровня ответственности строительного объекта.

Сбор нагрузок на 1 погонный метр полки плиты

№ п/п	Наименование	Нормативная нагрузка, кН/м	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка, кН/м
Постоянные нагрузки
1	Вес пола из цементного раствора с затиркой δ = 0,05 м, γ = 17 кН/м3	0,85	1,3	1,11
2	Вес железобетонной плиты h'f = 0,05 м, γ = 25 кН/м3	1,25	1,1	1,38
Итого		2,1	-	2,49
Временные нагрузки
3	Равномерно-распределенная	12	1,2	14,4
	в т.ч. кратковременная	1,5	1,2	1,8
Полная		14,1	-	16,89
Постоянная + длительная		12,6	-	15,09

Для здания нормального уровня ответственности γ_n = 1,0 для расчетов по первой группе предельных состояний по табл. 2 п. 10.1; γ_n = 1,0 для расчетов по второй группе предельных состояний согласно п. 10.3.

• постоянная расчетная нагрузка:

g = γ_n ·2,49 = 1,0·2,49 = 2,49 кН/м,

• временная расчетная нагрузка:

v = γ_n ·14,4 = 1,0·14,4 = 14,4 кН/м,

• полная расчетная нагрузка:

q = γ_n ·16,89 = 1,0·16,89 = 16,89 кН/м,

• постоянная и временная длительная расчетная нагрузка:

q_l = γ_n ·15,09 = 1,0·15,09 = 15,09 кН/м.



При соотношении сторон полки плиты, отличающихся более чем на 20%, вычисляем изгибающие моменты методом предельного равновесия из основного уравнения.

В этом случае изгибающий пролетный момент в полке плиты на 1 м ширины определяется по формуле:

(3l₂ − l₁ ) = l₂ (2M₁ + M _I + M ′_I) + l₁ (2M ₂ + M _II + M ′_II),

где η = 0,8 – понижающий коэффициент, учитывающий благоприятное влияние распора в жестком контуре; q – нагрузка на полку плиты на 1 п.м.

Пользуясь рекомендованными соотношениями между расчетными моментами, согласно Приложению 1 находим момент M1 на полосу шириной 1 м в направлении короткой стороны. При соотношении сторон при помощи интерполяции принимаем следующие соотношения моментов:

M₂ = 0,89М₁; M′_I = M_I = 2,33М₁; M′_II = M_II = 2,33М₁. =>

(3l₂ − l₁ ) = l₂ (2M₁ + 2· 2,33M₁) + l₁ (2·0,89M₁+2·2,33M₁),

(3l₂ − l₁ ) = 1,43l₁ ·6,66M₁ + l₁ · 6,44M₁,

M₁ = ·

Находим моменты:

• от полной нагрузки:

кНм;

M₂ = 0,89 · 0,218 = 0,194 кНм; M′_I = M_I = M′_II = M_II = 2,33·0,218 = 0,508 кНм;

• от постоянных и длительных нагрузок:

M_1,l = кНм;

M_2,l = 0,89 · 0,195 = 0,174 кНм; M′_Il = M_Il = M′_IIl = M_IIl = 2,33·0,195 = 0,454 кНм;

Выбираем наибольшие из моментов:

M = 0,508 кНм; M_l = 0,454 кНм.

2.2.2. Расчет рабочей арматуры полки плиты

С


≤

≤
огласно п. 6.1.12 [3] определяем коэффициент условий работы бетона γ_b1, который зависит от соотношения усилий (изгибающего момента) от постоянных и длительных нагрузок к усилию от полных нагрузок

M_l > 0,9 → γ_b1 = 0,9;

M ≤ 0,9 → γ_b1 = 1.

=> γ_b1 = 1.

Уточняем толщину плиты, приняв коэффициент армирования μ_s = 0,006

;

α_m = (1-0,5· ) = 0,172(1-0,5·0,172 ) = 0,157;

h₀ = мм;

В соответствии с п. 10.3.2 [3] минимальное значение толщины защитного слоя бетона следует принимать

– не менее 15 мм, для сборных железобетонных конструкций, эксплуатируемых в закрытых помещениях при нормальной и пониженной влажности, поскольку

для сборных элементов значение из табл. 10.1 [3] (20 мм) уменьшают на 5 мм;

– не менее диаметра стержня (предполагаем, что максимальный диаметр рабочей арматуры 5 мм);

– не менее 10 мм.

Из трех условий принимаем максимальное значение толщины защитного слоя бетона – 15 мм.

h′_f= h₀ + a = 14,9+ 22,5 = 37,4 мм,

где a = 15 + 1,5·d = 15 + 1,5·5 = 22,5 мм; слагаемое 1,5d учитывает расположение рабочей арматуры в сетке в двух направлениях, таким образом, рабочая высота полки принимается от центра тяжести верхней арматуры сетки до верха полки.

Берем плиту толщиной 40мм.

h₀ = h′_f− a = 40 − 22,5 = 17,5 мм.

Находим относительную несущую способность сечения:

α_m = ;

Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны бетона и граничную относительную несущую способность для арматуры класса В500С:

;

α_R = (1-0,5 · ) = 0,502(1-0,5·0,502) = 0,376

т.к. α_m = 0,114 < α_R = 0,376, то сжатая арматура по расчету не требуется.

Определим требуемую площадь сечения арматуры на 1 м ширины плиты:

мм²;

Принимаем рулонную сетку 4Ср1 с продольной и поперечной арматурой, где A_s = 84 мм²;

На опоры 4Ср2

2.3. Расчет промежуточного поперечного ребра

Поперечные ребра панели монолитно связаны с продольными ребрами, однако, учитывая возможность поворота их при действии внешней нагрузки, за расчетную схему поперечного ребра в запас прочности принимаем балку со свободным опиранием. Расчетный пролет поперечного ребра исчисляется как расстояние между осями продольных ребер:

l₀ = b_п − 2·20 − 2·0,5·(100 + 85)·0,5 = 1232 − 40 − 92,5 = 1099,5 мм ≈ 1100 мм,

где 20 мм – зазор между вертикальной линией продольного ребра и верхом полки; 100 мм и 85 мм – соответственно ширина продольного ребра по верху и по низу.

Высота поперечных ребер принимается в соответствии с серией [8] высота поперечного ребра h_р = 150 мм. Принимаем ширину по низу – 50 мм, по верху – 100 мм.

2.3.1. Сбор нагрузок. Статический расчет поперечного ребра

Полная расчетная нагрузка на поперечное ребро ребристой плиты складывается из полной нагрузки на полку плиты грузовые площади и равномерно распределенной нагрузки от собственного веса поперечного ребра (q_c).

Т.к l₁ ≤ l₂ (992 < 1370) максимальная нагрузка на среднее поперечное ребро

передается с треугольных грузовых площадей А_гр = 0,5l₀².


l₂ = 1370

l₁ = 992

l₀ = 1100

q¹

q_c

q_e

M_max


Находим полную эквивалентную нагрузку:

кН/м,

где b_р = (100+50)/2= 75 мм – средняя толщина поперечного ребра; q и v – соответственно полная и временная расчетные и нагрузки, принимаемые из расчета полки плиты.

Временная эквивалентная:

кН/м.

Собственный вес поперечного ребра:

q_c = b_р (h_р − h′_f) γ · γ_f = 0,075·(0,15 − 0,04)·25·1,1 = 0,23 кН/м.

Суммарная равномерно распределенная нагрузка:

q = q_e + q_c = 12,4 + 0,23 = 12,63 кН/м.

Расчетные усилия:

кНм;

кН;