Расчет пустотной плиты без предварительно напряженной арматуры

Исходные данные (Таблица 1)

1. Расчет пустотной плиты без предварительно напряженной арматуры

1.1 Исходные данные

1.2 Сбор нагрузок

1.3 Статический расчет

1.4 Расчет по I группе предельных состояний

1.5 Расчет подъемной плиты Список использованной литературы Таблица 1

1. Расчет пустотной плиты без предварительно напряженной арматуры

1.1 Исходные данные

Геометрические размеры пустотной плиты принимаем по типовой серии 1.041.1−2 вып 1,4: 1,2×5,65 м. массой m=2 т; материал плиты — тяжелый бетон В 35 с коэффициентом условия работы бетонаг_b2— 0,9.

Расчетное сопротивления бетона осевому сжатию:

R_bЧг_b2=19,5Ч0,9=19,55 МПа=1,955 кН/см² (таб 13 СНиП) ;

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению:

R_btЧг_b2=1,3Ч0,9=1,17МПа=0,117 кН/см² (таб 13 СНиП) ;

Арматура — продольная не напрягаемая А-III, расчетное сопротивление арматуры растяжению

R_s=365 МПа=36,5 кН/см² (табл 22 СНиП);

Поперечная арматура класса Вр=I;

Арматура подъёмных петель А-I, расчетное сопротивление арматуры растяжению:

R_s=225 МПа=22,5 кН/см² (табл 22 СНиП);

Конструкция относится к III категории по трещинностойкости.

1.2 Сбор нагрузок

На плиту покрытия действуют следующие нагрузки:

— полная нормативная погонная:

q^н=5,87 кН/м;

— полная расчетная погонная:

q =7,1 кН/м;

1.3 Статический расчет.

Определим расчетный пролет плиты — расстояние между серединами площадок опирания плиты:

L_опр = 127,5 — 0,5 Ч (6000−5650−300−10)=107,5

L = 5650−107,5 Ч 2/2=5542,5 мм = 5,543 м Расчетная схема плиты — это балка на двух шарнирных опорах, загруженная равномерно распределенной нагрузкой. Вычислим внутренние усилия Mи Q:

Q=qЧl/2=7,1Ч5,543/2=19,68 кН

M=qЧl²/8=7,1Ч5,543²/8=27,28 кНЧм

1.4 Расчет по I группе предельных состояний

Для расчета поперечное сечение плиты приводят к эквивалентному, т. е. равному по площади тавровому сечению.

При расчете на прочность, свесы полок бетона растянутой зоны не учитываются, т.к. на третьей стадии напряженно-деформированного состояния свесы полок не работают, следовательно, плита по форме сечения тавровая.

Определим геометрические размеры сечения:

h’f=(220−159)/2=30,5 мм

b’f=1160−6Ч159=206 мм плита бетон арматура прочность

а) Расчет плиты по нормальным сечениям

Расчет ведется по максимальному моменту М_max=27,28 кНЧм.

Цель расчета: обеспечить несущую способность по нормальным сечениям, подобрать количество и диаметр продольной рабочей арматуры.

— задаемся расчетным защитным слоем, а = 3 см = 30 мм;

— вычислим рабочую высоту элемента;

h₀=h-a, где h — высота плиты, h=220 мм

h₀=220−30=190 мм;

— определим положение границы сжатой зоны бетона:

M_сеч= R_bЧb'_fЧh'_fЧ (h₀-0,5h'_f)=1,955Ч116Ч3,05Ч (19−0,5Ч3,05)=120.6кНЧм

M_сеч =120.6 кНЧм>M=27,28кНЧм Граница сжатой зоны проходит в полке, следовательно тавровое сечение рассматривается как прямоугольное;

— вычислим коэффициент б_m:

б_m=М_max/(R_b Чb'_fЧh₀)=27,28Ч100/(1,955Ч116Ч19Ч19)=0,033<�б_n=0,405

(Вывод: плита с одиночным армированием, следовательно дополнительной рабочей арматуры в сжатой зоне бетона не требуется.

— зная б_m, определим значение коэффициентов о и з по табл. 3,1:

о = 0,04

з = 0,98;

— вычислим требуемую площадь рабочей арматуры:

A_s=M_max/(R_sЧh₀Чз)=27,27Ч100/(36,5Ч19Ч0,98)=4,01 см²

Принимаем 7d 10 А-III (A_s=5,5 см²)

— проверим достаточность защитного слоя:

а_min=з.слой + d/2=15+10/2=20мм < а=30мм

Вывод: защитный слой достаточен;

б) Расчет плиты по наклонным сечениям

Расчет ведется по максимальному усилию Q=19,68 кН

Цель расчета: обеспечить несущую способность по наклонным сечениям, подобрать диаметр и количество поперечной арматуры и хомутов, шаг хомутов.

— определим диаметр поперечной арматуры (по условию сварки):

d 3 Вр-I

— вычислим усилие, воспринимаемое бетоном:

Q_B=ц_в3Ч (1+ц_f+ц_n)ЧR_вtЧBЧh₀

где ц_в3= 0,6 для тяжелого бетона ц_f=0; так как пустотная плита и поперечная арматура не заанкерована ц_n=0; так как плита без предварительного напряжения

Q_B=0,6Ч (1+0+0)Ч0,117Ч20,6Ч19=27,48 кН >Q=19,68 кН

Вывод: количество поперечной арматуры определяем конструктивно.

— определим шаг хомутов на приопорных участках длиной

l=Ч5,65=1,41 м При

h=450мм, S? h/2<150мм

h=220мм

S=220/2=110мм

Вывод: принимаем шаг хомутов на приопорных участках S=100мм<150мм.

— определим шаг хомутов в середине пролета на участке длиной

l=Ч5,65=2,825 м;

220<300мм, следовательно, хомуты в середине пролета не устанавливаются;

— по результатам расчета конструируем рабочий каркас:

m=11Ч0,01+2Ч0,06=0,25кг

1.5 Расчет подъемной петли.

— массу плиты принимаем по серии m=2т=20кН Определим нагрузку на одну плиту:

Р = М Ч К_и Ч К_д/(n-1),

Где К_и — коэффициент, учитывающий изгиб плиты, К_и= 1,5;

К_д — коэффициент динамичности, К_д=1,5;

n — количество петель, n=4;

Р = М Ч К_и Ч К_д/(n-1) = 20 Ч 1,5 Ч 1,5/4−1 = 15кН

— вычислим требуемую площадь арматуры одной петли:

A_s = P/R_s = 15/22,5=0,67 см²

Принимаем 1 d 10 A-I (A_s=0,785 см²)

1. Сетков В. И., Сербин Е. П. Строительные конструкции М.:ИНФРА-М, 2008

2. Байков В. Н., Сиалов Э. Е. Железобетонные конструкции Общий курс.-М. Стройиздат 1991.

2. Веселов В. А. Проектирование оснований и фундаментов; (основы теории и примеры расчета); учебное пособие для вузов.- М.: Стройиздат, 1990.

4. СНиП 2.01.07−85* Нагрузки и воздействия.

5. СНиП 52−01−2003* Бетонные железобетонные конструкции. Основные положения.

6. СП 52−101−2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры.

7. СНиП 2.02.01−83*. Основания зданий и сооружений.

8. ГОСТ 21.101.-97. СПДС. Основные требования к проектной рабочей документации.

9. Типовая серия 1.041.1−2 выпуск 1,4

10. Типовая серия 1.020.1/83 выпуск 1−1, 2−2, 2−1, 2−15.