Быстрый поиск

Курсовая работа: Міжповерхове перекриття

Міністерство освіти та науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра нженерних конструкцій

Пояснювальна записка до курсового проекту на тему:

„Міжповерхове перекриття”

Виконав:

студент ІV-го курсу

ФБА, ПЦБ-1

Загребельний С. В.

Перевірив:

Борисюк О.П.

Рівне – 2005

1. КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЇ СХЕМИ ЗБІРНОГО ПЕРЕКРИТТЯ

В склад збірного балочного міжповерхового перекриття входять панелі та несучі їх ригелі, котрі опираються на колони (рис.1.1).

При компоновці збірного балочного перекриття вибирають напрямок ригелів і форму їх поперечного перерізу. Плити перекриття вибирають за поперечним перерізом типовими, а за довжиною – залежно від відстані між ригелями. Одночасно проводиться розкладка цих елементів в перекритті.

З точки зору забезпечення максимально жорсткості каркасу для розрахунку приймаємо конструктивну схему збірного балочного перекриття з поздовжнім розміщенням ригелів відносно поздовжньої ос будови (рис.1.1).

Тип плит перекриття приймається в залежност від архітектурно–планувальних вимог, величини і характеру корисного навантаження, умов виготовлення. Для промислових будівель плити приймають ребристими, для цивільних – багатопустотними.

В курсовому проекті плити міжповерхового перекриття запроектовано:

- багатопустотна плита з круглими пустотами. Номінальна ширина рядової плити 1,2 м. (рис.1.2).

Рис.1.2. До розрахунку збірної багатопустотної плити :а – конструктивна схема; б розрахункова схема плити; в – поперечний переріз плити; г – розрахунковий переріз плити

2. РОЗРАХУНОК І КОНСТРУЮВАННЯ ЗБІРНОЇ ЗАЛІЗОБЕТОННОЇ ПЛИТИ З КРУГЛИМИ ПУСТОТАМИ

Навантаження, як діють на плиту

Таблиця 1

Збір навантаження на плиту

Вид навантаження	Нормативне навантаження, кН/м2	Коефіцієнт надійност за навантаженням	Розрахункове навантаження кН/м2
Керамічн плитки t =0,013 м, ρ = 1800 кг/м3	0.013·18 = =0,234	1,3	0,304
Стяжка з цементно – пісчаного розчину t = 0,04 м, ρ =2200кг/м3	0,04 · 22= =0,88	1,3	1,14
Звукоізолююча пінобетонна плита t = 0,006 м, ρ =500кг/м3	0,06·5= =0,3	1,3	0,39
Пустотна плита перекриття	2,70	1,1	2,97
Постійне навантаження q	4,11	—	4,8
Тимчасове навантаження в тому числі : тривале vl короткочасне vsh	9,0 4,00 5,00	1,2 1,2	10,8 4,80 6,00
Повне навантаження g + v	13,11	—	15,60

Навантаження на 1п.м. довжини при номінальній ширині плити 1,2 м :

- розрахункове:

постійне g = 4,80 · 1,2 = 5,76 (кН/м);

повне (g + v) = (4,8+10,8) · 1,2 = 18,72 (кН/м);

- нормативне:

постійне gn = 4,11 · 1,2 = 4,93 (кН/м);

повне (gn + vn) = (4,11+9) · 1,2 = 15,73 (кН/м);

довготривале постійне (gn + vln) = (4,11+4) · 1,2 =9,7 (кН/м).

Матеріали для плити.

Бетон важкий, класу В15: у відповідності з табл.12 [5] Rbn=Rb,ser=11,0МПа, Rbtn = Rbt,.ser =1,15МПа; згідно табл.13 [5] Rb=8,5МПа, Rbt = 0,75 МПа. Початковий модуль пружності з табл.18 [5]. Eb = 23·103 МПа. Коефіцієнт умов роботи бетону γb2 = 0,9 (табл.15 [5] ).

Арматура : поздовжня – класу А-ІІІ, згідно з табл.22 [5] при ds≥10 мм, Rs=365МПа, згідно табл.29 [5] Es = 20·104 МПа; поперечна - класу А-І, за табл.22 [5] Rs=225МПа, Rsw=175 МПа, Es = 21·104 МПа. До тріщиностійкості плити ставляться вимоги 3-ої категорії.

2.1.1. РОЗРАХУНОК ПЛИТИ ЗА ГРАНИЧНИМИ СТАНАМИ ПЕРШОЇ ГРУПИ

Встановлення розрахункових розмірів плити і визначення зусиль

від зовнішніх навантажень

Розрахунковий проліт плити

lo = l-16см=6000-160=5840мм.

Поперечний переріз пустотно плити (див.рис.1.2,в) може бути замінений еквівалентним двутавровим перерізом з полицями в стиснутій тарозтягнутій зонах (див.рис.1.2,г).

Висота перерізу пустотно плити приймається : h =22(см);робоча висота

ho = h- 2-0,5×ds = 220-20-0.5×20 = 190 (мм).

Інші розміри розрахункового поперечного перерізу (див.рис.1.2,):

Решта розмірів розрахункового перерізу (див. рис. 1.2 ) :

товщина верхньо нижньої полиць hf / = hf = (220 – 143) / 2 =38 (мм);

ширина верхньо нижньої полиць, відповідно, bf / =117(см), bf =119 (см),

ширина ребра b = 117 – 6 · 14,3 = 31,14 (cм).

Розрахункова схема плити в цілому являє собою однопролітну балку завантажену рівномірно розподіленим навантаженням (див.рис.1.2,б).

Зусилля від розрахункового повного навантаження:

- згинаюий момент в середині прольоту lo = 5,84 (м)

(кН · м);

- поперечна сила по осі опор

(кН · м).

Зусилля від нормативного навантаження :

- повного

(кН · м);

(кН);

- постійного і довготривалого

(кН· м);

(кН· м).

2.1.2. Розрахунок міцності перерізів, нормальних до поздовжньої осі

Розрахунковий переріз плити двотавровий з полицею в стиснутій зоні (рис.1.2,г).

Положення меж стиснутої зони бетону визначаємо з умови

;

умова не виконується, .

Відповідно, межа стиснутої зони проходить в стінці.

Обчислюємо значення коефіцієнта за формулою

За табл. 5.3.[1] знаходимо значення ξ = 0,43; η=0,785.

(см2)

приймаємо 7 Ø 16 A – III з As = 14,07 см 2,

ho = h – азш – ds с/2 = 22 – 2 – 1.7/ 2 = 19,15 (см) ≈ 19 (см),

де азш ≥ 2 (см) захисний шар бетону.

2.1.3. Розрахунок міцності перерізів, похилих до поздовжньої осі

Перевіряємо умову забезпечення міцності бетону на стиск по похилій смузі між похилими тріщинами при дії поперечної сили

Q = 45,93 кН за формулою (72) [5]:

Коефіцієнт , що врахову вплив хомутів, визначається за формулою (73) [5]:

де ;

– коефіцієнт поперечного армування, .

З умови зварювання з поздовжньою робочою арматурою Ø16А–ІІІ (додаток 9 [1] приймаємо в якості поперечної арматури Æ6А-І з площею перерізу 0,283 (см 2 ) ), (згідно табл.22 [5] Rsw = 175 МПа). При числі поздовжніх стержнів отримаємо Аsw = 7· 0,283 = 1,98 (см2).

Згідно з п.5.27 [5], крок поперечної арматури в приопорній зоні довжиною

h £ 1/4 прольоту при h ≤ 220 (мм) не повинен перевищувати S≤h / 2 ≤ 11 см.

Обчислюємо S = 22 / 2 = 11 (см), приймаємо S = 10 (см); b = 31,2(см), (див.рис.1.2, б).

1,98 / 10 · 31,2 = 0,006;

1+ 5 · 8,7 · 0,006 =1,26 ≈ 1,3= 1,3.

Коефіцієнт .

Перевіряємо умову (72) [5]

Q = 45,93 (кН) < 0,3 · 1,1 · 1,26 · 0,92 · 8,5 · 31,2 · 19 · (10 –1) =174,89 (кН).

Умова виконується, тобто міцність по похилій полосі між похилими тріщинами забезпечується. Тепер виконуємо розрахунок на дію поперечної сили для забезпечення міцності по похилій тріщині для найбільш небезпечного похилого перетину за умовою (75) [5]

Q ≤ Qb + Qsw + Qs,inc , Qs,inc = 0 (похилі стержні відсутні).

Поперечне зусилля Qb, що сприймається бетоном, визначаємо за формулою (76) [5]

в якій : згідно з п. 3.31 [5] коефіцієнт γb2 , що враховує вплив виду бетону, приймається для важкого бетону γb2 = 2,0; коефіцієнт jf, що враховує вплив стиснутої полички таврового елемента визначається за формулою (77) [5]

jn = 0.0 (поздовжнє зусилля відсутнє);

довжину проекції С найбільш небезпечного похилого перетину на поздовжню вісь елемента визначаємо за формулою (80) [5]

при цьому зусилля в хомутах на одиницю довжини елемента обчислюємо за формулою (81) [5]

(Н/см),

приймаємо,Сo=26см . Обчислюємо

де γb3 = 0.6 коефіцієнт що враховує тип бетону (п.3.31 [5]).

2.2. РОЗРАХУНОК ПЛИТИ ЗА ГРАНИЧНИМИ СТАНАМИ ДРУГОЇ ГРУПИ

Розрахунок плити за розкриттям тріщин, нормальних

до поздовжньої осі.

Для конструкцій, що експлуатуються в закритих приміщеннях, до тріщиностійкості яких пред¢являються вимоги 3-о категорії, згідно табл. 2[5], гранична ширина розкриття тріщин : короткочасна [α crc1] = = 0,4 (мм), довготривала [α crc2 ] = 0,3 (мм).

Розрахунок ведеться за навантаженням із коефіцієнтом надійності за навантаженням γf = 1,0.

Ширина розкриття тріщин визначається за формулою (144) [5]

α crc = φ1 · η · δ · λ · σs / Es · d.

Напруження в поздовжній робочій арматурі визначається за формулою (147) [5]

Приймаємо плече внутрішньої пари сил

Z ≈ ho 0,5 · hf / = 19 – 0,5 · 3,8 = 17,1 (см).

Напруження в арматурі від діі постійного і довготривалого нормативних навантажень (згинаючий момент Mnl = 41,35 (кН· м)).

(МПа);

напруження в арматурі від дії повного нормативного навантаження,

від якого згинаючий момент Мn = 67,06 (кН· м),

(МПа).

Коефіцієнт армування приймаємо без врахування стиснутої зони бетону

Коефіцієнт φl приймається рівним :

-для короткочасних навантажень і нетривалої дії постійних і тривалих навантажень φl = 1,0;

-для тривало дії постійних і довготривалих навантажень для конструкцій із важкого бетону природної вологості

Коефіцієнт η = 1,0 –для стержневої арматури періодичного профілю (п.4.14 [5] ).

Коефіцієнт δ визначається за формулою (144.1) [5]

де α = Es / Eb = 20 · 104 / 23 · 103 = 8,7;

φd =1,13 коефіцієнт, який згідно п.4.14 [5], визначено за лінійною інтерполяцією.

Обчислюємо

Коефіцієнт λ визначається за формулою (144.2) [5]

де коефіцієнт ω визначається за формулою (144.3) [5]

Для короткочасних навантажень і нетривалої дії постійних і тривалих навантажень

для тривалої д постійних і довготривалих навантажень

Обчислюємо коефіцієнт λ : для короткочасної дії навантаження

для тривалої д навантаження

Приймаємо

Визначаємо ширину розкриття тріщин

Умова виконується.

Розрахунок прогину плити

Прогин в середин прольоту плити визначають за формулою

f = s lo2· (l / r),

де s коефіцієнт, який залежить від розрахункової схеми елементу. Для вільно оперто балки при рівномірно розподіленому навантаженні s =5 / 48.

Граничний прогин для ребристої плити згідно табл. 4[5] становить [f]=2,5(см).

Повна кривизна 1 / r в середині прольоту плити визначається за формулою (166.1) [ 5]

1 / r = ( 1 / r)1 ( 1 / r )2 + (1 / r)3,

де (1 / r)1 - кривизна від короткочасної дії всього навантаження;

(1/r)2 – кривизна від короткочасної дії постійного і довготривалого навантаження;

(1/r)3 – кривизна від тривалої дії постійного і довготривалого навантаження.

Кривизни (1 / r)1, (1 / r)2 , (1 / r)3 визначаються за формулою (159)[5]

1 / r =,

при цьому (1 / r)1 і (1 / r)2 визначаємо при значені ψs, що відповідає короткочасній д навантаження, а (1 / r)3 - при ψs, що відповідає тривалій д навантаження.

Коефіцієнт ψs, що враховує роботу розтягнутого бетону на ділянках між тріщинами, визначаємо за формулою (165) [5]

ψs = 1,25 φls · φm ≤ 1,0,

тут φls коефіцієнт, що враховує тривалість дії зовнішнього навантаження, приймається по табл. 36 [5] :

φls1 = φls2 = 1,1; φls3 = 0,8.

Коефіцієнт φm визначається за формулою (168) [5]