Desktop / Техникум / На печать / ОРСК / ПЗ Диплом ОРСК

2. Розрахунково - конструктивний розділ

Потрібно розрахувати і сконструювати попередньо напружену панель з круглими порожнечами. Панель має довжину 6 м, завширшки 1,2 м, висоту 22 см.

Для виготовлення панелі прийнятий бетон класу В 20:

Rb = 11,5 МПа = 1,15 кН/см²; Rbt = 0,9 МПа = 0,09 кН/см², ЕB = 24x103 МПа.

Напружуємо арматура класу Ат V (А 800):

Rs = 680 МПа = 68кН/см²; Rsn = 785 МПа = 78,5 кН/см²; ЕS = 1,9 х10⁵ МПа.

Арматура сіток і каркасів з дроту класу Вр-І (Вр 400):

Rs = 360 МПа = 36кН/см²; Rsw = 265 МПа = 26,5 кН/см²; ЕS = 1,7 х10⁵ МПа.

Арматуру натягують на упори форми електротермічним способом, а обтиснення бетону виробляють зусиллям напружуємося арматури при досягненні міцності Rbр = 0,5 * В20 = 0,5 * 20 = 10 МПа. Бетон вироби твердне за допомогою теплової обробки.

Попереднє напруження арматури приймається рівним

σsp = 0,6 * Rsn = 0,6 * 785 = 471 МПа

Перевіряємо дотримання умов:

σsp + Δ σsp ≤ Rsn; σsp-Δ σsp ≥ 0,3

умови виконуються.

Обчислюємо коефіцієнт точності натягу арматури, що враховує можливі відхилення попередньої напруги арматури:

γ_sp=1± Δ γ_sp

де n_p - число напружуємося стрижнів в перетині.

γ_sp = 1-0,14 = 0,86

Попереднє напруження арматури з урахуванням точності натяжения:

σsp = 0,86 * 471 = 405 МПа

2.1. Збір навантажень.

Збір навантажень на 1 м2 перекриття.

Вид навантажень	Нормативне навантаження, кН/м^2	Коеф. надійності, γf	Розрахункове навантаження, кН/м^2
Постоянная: - плитка керамічна - 12 мм 1х1х0,012х1,8х9,81 - цементно-пісчане стягування – 20 мм 1х1х0,02х1,8х9,81 - гідроізоляція – гідроізол битумній мастиці – 2 слоя 1х1х0,006х0,6х9,81 - цементно-пісчане стягування – 20 мм 1х1х0,02х1,8х9,81 - теплоізоляція – керамзит – 250 мм 1х1х0,25х0,4х9,81 - плита ж/б пустотна	0,21 0,35 0,03 0,35 0,98 3,0	1,2 1,3 1,2 1,3 1,3 1,1	0,252 0,455 0,036 0,455 1,27 3,3
Разом:	4,92		5,768
Тимчасова: - корисна	4,0	1,2	4,8
Разом:	4,0		4,8
Повна:	8,92		10,568

2.2. Статичний розрахунок

Розрахункова навантаження на 1 м довжини плити:

Розрахунковий вигинає момент від повного навантаження:

де l p - розрахункова довжина плити: l p = 6-0,2*0,1 / 2 = 5,9 м.

Поперечна сила на опорі від дії повною розрахункового навантаження:

2.3. Конструктивний розрахунок

Проектуємо панель шести пустотного. У розрахунку поперечний переріз пустотного панелі приводимо до еквівалентному двотаврового розтину. Замінюємо площі круглих пустот прямокутниками тій же площі і того ж моменту інерції.

Наведена товщина ребер

Розрахункова ширина стислій полки b f = 116см.

2.3.1. Розрахунок панелі по нормальному перерізу.

Розрахункова висота перерізу: h 0 = ha = 22-3 = 19 см,

де а - товщина захисного шару бетону.

Встановлюємо розрахунковий випадок для таврового перетину за умовою, що характеризує розташування нейтральної осі в полиці.

Умова виконується, нейтральна вісь проходить в полиці.

Рахуємо:

При А 0 = 0,062, коефіцієнти η = 0,968 ξ = 0,074.

Обчислюємо характеристику стислій зони перетину:

Гранична висота стислій зони бетону:

де σ s1 = R s +400- σ sp = 680 +400-300 = 780 МПа; σ sp = 0,75 * 405 = 300 МПа - попереднє напруження арматури з урахуванням втрат.

Коефіцієнт умов роботи арматури γ s6, що враховує опір арматури вище умовного межі текучості.

γ s6 = η-(η-1) * (2ξ / ξ R -1) ≤ η,

де η = 1,15 - для арматури класу Ат V.

Приймаються γ_s6=η=1,15..

Площа перерізу поздовжньої напружуємося арматури:

Приймаються 4ǿ10 А т V (А800) A s = 3,14 см 2.

2.3.2. Розрахунок панелі по похилому перерізу.

Перевіряємо умову міцності по похилій смузі між похилими тріщинами, думаючи що φ ω1 = 1 (при відсутності розрахункової поперечної арматури).

де φ b1 = 1-β * R b * γ b2 = 1-0,01 * 11,5 * 0,9 = 0,89

Умова виконується, розміри поперечного перерізу панелі достатні.

Обчислюємо проекцію розрахункового похилого перерізу на поздовжню ось С. Вплив свесов стислих полиць:

Вплив поздовжнього зусилля обтиску:

Обчислюємо 1 + φ f + φ n = 1 +0,16 +0,17 = 1,33

У розрахунковому похилому перерізі , Тоді з = B b / 0,5 Q = 25,8 * 10 5 / 0,5 * 28910 = 178,48 см> 2 * h 0 = 2 * 19 = 38см, приймаємо з = 2 * h 0 = 38см. У цьому випадку , Що більше ніж Q = 28,91 кН.

У ребрах на пріопорних ділянках встановлюємо конструктивно каркаси з арматури класу В р-I (У р -400).

Щоб забезпечити міцність полиць панелі на місцеві навантаження, в межах пустот у верхній і нижній зонах передбачені сітки С1 і С2 з арматури класу В р-I (У р -400).

2.4. Визначення геометричних характеристик наведеного перетину

Площа наведеного перетину:

Тут A sp, A sp / - площа перетину напружуємося арматури (A sp / = 0);

A s, A s / - площа перетину ненапрягаемой арматури. A s = 0,784 см 2; A s / = 1,794 см 2

α = 1,9 х 10 5 / 0,29 х 10 5 = 6,55

Статичний момент щодо нижньої межі перетину:

Відстань від центра ваги приведеного перерізу до нижньої межі панелі:

Момент інерції приведеного перерізу відносно центру тяжіння:

де y 1 = 10,93-3 = 7,93 см

y 1 / = 0

y 2 = 10,93-2 = 8,93 см

y 2 / = 11,07-2 = 9,07 см

Момент опору для розтягнутій зони перетину:

Момент опору для стислій зони перетину:

2.5. Визначення втрат попереднього напруги

Попереднє напруження в арматурі σ sp без урахування втрат прийнято: σ sp = 0,6 * R sn = 0,6 * 785 = 471 МПа. При розрахунку втрат коефіцієнт точності натягу арматури γ sp = 1.

Визначаємо перші втрати:

- Від релаксації напружень в арматурі:

- Від температурного перепаду σ 2 = 0, тому що при пропарюванні форма з упорами нагрівається разом з панеллю;

- При деформації бетону від швидко натекающей повзучості, обчислюємо:

зусилля обтиску Р 1 = А s * (σ sp - σ 1 - σ 2) = 3,14 * (471-15,7-0) * 100 = 143 * 10 3 Н = 143кН;

ексцентриситет зусилля Р 1 щодо центра ваги приведеного перерізу е ор = у 0-а р = 7,54-3 = 4,54 м;

напругу в бетоні при обтиску:

Встановлюємо значення передавальної міцності бетону з умови σ вр / R вр ≤ 0,75; тоді R вр = σ вр / 0,75 = 1,54 / 0,75 = 2,05 МПа <0,5 * В30 = 15МПа. Приймаються R вр = 15 МПа, тоді відношення σ вр / R вр = 1,54 / 15 = 0,103 МПа

Обчислюємо стискають напругу в бетоні на рівні центру тяжіння напружуємося арматури від зусилля обтиску Р 1:

при σ вр / R вр = 1,36 / 15 = 0,091 <α = 0,25 +0,025 * R вр = 0,25 +0,025 * 15 = 0,625 (що <0,8) втрати від швидко натекающей повзучості складуть:

σ 6 = 0,85 * 40 * σ вр / R вр = 0,85 * 40 * 0,091 = 3,1 МПа

Сумарне значення перших втрат:

З урахуванням перших втрат σ los1 напруга σ вр складе:

Р 1 = А s * (σ sp - σ los1) = 3,14 * (471-18,8) * 100 = 141990,8 Н ≈ 142кН

σ вр / R вр = 1,38 / 15 = 0,092

Визначаємо другого втрати:

- Від усадки бетону σ 8 = 35МПа;

- Від повзучості бетону при σ вр / R вр = 0,092 <0,75 і k = 0,85 - для бетону, підданого тепловій обробці при атмосферному тиску:

σ 9 = 150 k * σ вр / R вр = 150 * 0,85 * 0,092 ≈ 12МПа

Другі втрати напруг складають:

Сумарні втрати попередньої напруги арматури складають:

встановленого мінімуму втрат.

Приймаються значення всіх втрат σ los = 100МПа

Зусилля обтиску з урахуванням всіх втрат напружень в арматурі:

Р 2 = А s * (σ sp - σ los) = 3,14 * (471-100) * 100 = 116500Н = 116,5 кН

2.6. Перевірка панелі на монтажні навантаження. Розрахунок монтажної петлі

Панель має чотири монтажні петлі із сталі класу АІ (А240). З урахуванням коефіцієнта динамічності k g = 1,4, розрахункове навантаження від власної ваги панелі складе:

де р - власна вага панелі (р = h red * ρ = 11 * 25000 = 2750Н / м 2);

b - конструктивна ширина панелі;

h red - приведена товщина панелі;

ρ - щільність бетону.

Негативний вигинає момент консольної частині панелі:

Цей момент сприймається поздовжньої монтажною арматурою каркасів. Вважаючи, що z 1 = 0,9 h 0 , Необхідна площа перерізу вказаної арматури складе:

що менше прийнятої конструктивно арматури каркасів КР1 (4ǿ4 У р - I, A s = 0,502 см 2).

При підйомі панелі вага її може бути переданий на дві петлі, тоді зусилля на одну петлю складе:

Необхідна площа перерізу арматури петлі:

Приймаються петлі з арматури класу АІ (А240) діаметром 10 мм (А s = 0,785 см 2).