- •О.А. Ветрова многоэтажное каркасное здание
- •Авторы: к.Т.Н., доцент о.А. Ветрова
- •Содержание
- •4.1 Исходные данные 41
- •1 Общие указания и задание
- •2 Расчет и конструирование многопустотной предварительно напряженной плиты перекрытия
- •2.1 Исходные данные
- •Расчетные характеристики материалов для плиты:
- •2.2 Расчет плиты по предельным состояниям первой группы Определение внутренних усилий
- •Расчет по прочности сечения, нормального к продольной оси плиты
- •Геометрические характеристики приведенного сечения
- •Потери предварительного напряжения арматуры
- •Расчет по прочности сечения, наклонного к продольной оси плиты
- •2.3 Расчет плиты по предельным состояниям второй группы Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси
- •Расчет прогиба плиты
- •2.4 Конструирование плиты
- •3 Расчет и конструирование однопролетного ригеля
- •3.1 Сбор нагрузок
- •3.2 Определение усилий в ригеле
- •3.4 Расчет прочности ригеля по сечениям, наклонным к продольной оси
- •3.5 Построение эпюры материалов
- •3.6 Конструирование ригеля
- •4 Расчет и конструирование колонны
- •4.1. Исходные данные
- •4.2 Определение усилий в колонне
- •4.3 Расчет прочности колонны
- •4.4 Конструирование колонны
- •6 Расчёт внецентренно нагруженного железобетонного фундамента под колонну
- •6.1 Конструкция фундамента и глубина заложения
- •6.2 Предварительное определение размеров подошвы фундамента
- •6.3 Расчёт на продавливание
- •6.5 Расчёт фундамента по изгибающему моменту
- •6.6 Расчёт стакана фундамента
- •6.7 Проверка фундамента по образованию трещин
- •5 Литература
- •Вспомогательные таблицы
2.4 Конструирование плиты
Конструирование плит перекрытия необходимо выполнять в соответствии с требованиями норм [1,3]. Сведения по конструированию плит перекрытия приведены в учебной литературе [5 - 9]. Выполненные чертежи должны соответствовать требованиям стандартов, в частности [4].
Основной рабочей арматурой плиты является предварительно напрягаемая арматура 210 A-V (А800) , определяемая расчетом по нормальным сечениям и укладываемая отдельными стержнями в растянутой от действия эксплуатационных нагрузок зоне плиты.
Рисунок 2.3 – Опалубка (а) и схема армирования (б) плиты перекрытия П1
Верхняя полка плиты армируется сеткой С-1 из проволоки класса Вр-I (B500). Поперечные ребра армируются каркасами Кр-1 в приопорных участках на длине l/4; в состав каркаса Кр-1 входят продольные рабочие стержни ø4 Вр-I (B500) и поперечные стержни 4øBp-I (B500) с шагом 100мм (обеспечивающие прочность по наклонному сечению). Для усиления бетона опорной зоны плиты укладывают сетки С-2 из проволоки класса Вр-I (B500).
3 Расчет и конструирование однопролетного ригеля
Характеристики материалов ригеля:
Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В20: МПа, МПа; коэффициент условий работы бетона . Начальный модуль упругости МПа.
Арматура:
- продольная и поперечная класса A-II (А300): МПа, МПа, МПа.
3.1 Сбор нагрузок
Для опирания пустотных панелей задаемся сечением ригеля высотой мм. Ригель выполняется без предварительного напряжения арматуры.
Высота сечения обычного ригеля .
Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия принимаются те же, что и при расчете панели перекрытия. Ригель шарнирно оперт на консоли колонн, мм. Расчетный пролет:
,
где мм – пролет ригеля в осях; мм – размер сечения колонны; 20 мм - зазор между колонной и торцом ригеля; 140 мм – размер площадки опирания.
Рисунок 3.1 – Сечение ригеля
Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы, равной шагу рам, в данном случае шаг рам 4,4 м.
Постоянная нагрузка :
-от перекрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания :
,
где 4,28 – нагрузка от перекрытия (см. таблица 2.1);
-от веса ригеля (габаритные размеры см. рисунок 3.1):
,
где 2500 кг/м3 – плотность железобетона.
С учетом коэффициентов надежности по нагрузке и по назначению здания :
кН/м.
Итого: кН/м.
Коэффициент снижения временной нагрузки в зависимости от грузовой площади:
, (3.1)
где м2 ; м2 – грузовая площадь.
При грузовой площади А более 36 м2, вместо А1 принимают А2 = 36 м2,
где А1 и А2 – нормативные грузовые площади, определяемые нормами.
Временная нагрузка с учетом коэффициента надежности по назначению здания и коэффициента снижения временной нагрузки :
.
Полная нагрузка: кН/м.
3.2 Определение усилий в ригеле
Расчетная схема ригеля – однопролетная шарнирно опертая балка пролетом . Вычисляем значения максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки:
кН·м;
кН.
3.3 Расчет прочности ригеля по сечению, нормальному к продольной оси
Определяем высоту сжатой зоны , где мм – рабочая высота сечения ригеля; - относительная высота сжатой зоны, определяемая в зависимости от коэффициента .
Расчетный коэффициент:
.
Согласно таблице А.5 приложения при определяем значения коэффициентов .
Высота сжатой зоны мм, что не более высоты узкой части сечения ригеля. Следовательно, граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения, и поэтому расчетным будет прямоугольное сечение.
Граничная относительная высота сжатой зоны определяется по формуле:
, (3.2)
где ; МПа.
Так как , то площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле:
мм2.
Из условий конструирования двух каркасов, содержащих по два стержня каждый, принимаем по сортаменту 420 A-II (А300) с мм2, что больше требуемой.