Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ.
Ригели поперечных рам – трехпролетные, на опорах жестко соединены с крайними и средними колоннами. Ригели расположен в поперечном направлении, за счет чего достигается большая жесткость здания.
Поскольку нормативная нагрузка на перекрытие (4 кПа) меньше 5 кПа, принимаем многопустотные плиты. Наименьшая ширина плиты – 1400 мм. Связевые плиты расположены по рядам колонн. В среднем пролете предусмотрен такой один доборный элемент шириной 1000 мм. В крайних пролетах предусмотрены по монолитному участку шириной 425 мм.
В продольном направлении жесткость здания обеспечивается вертикальными связями, устанавливаемыми в одном среднем пролете по каждому ряду колонн. В поперечном направлении жесткость здания обеспечивается по релико-связевой системе: ветровая нагрузка через перекрытие, работающие как горизонтальные жесткие диски, предается на торцевые стены, выполняющие функции вертикальных связевых диафрагм, и поперечные рамы.
Поперечные же рамы работают только на вертикальную нагрузку.
Расчет многопустотной преднопряженной плиты по двум группам предельных состояний.
Расчет многопустотной преднопряженной плиты по I группе предельных состояний
Расчетный пролет и нагрузки.
Для установления расчетного пролета плиты предварительно задается размерами – ригеля:
высота h=(1/8+1/15)*
l= (1/11)*5.2=0.47≈0.5 м. ширина b=(0.3/0.4)*hbm=0.4*0.5=0.2 m.
При опирании на ригель поверху расчетный пролет плиты равен: l0=l-b/2=6-0.2/2=5.9 m.
Таблица 1. Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 перекрытия
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, Н/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке | Расчетная нагрузка, Н/м2 |
| Постоянная: -собственный вес многопустотной плиты -то же слоя цементного раствора, g=20 мм, R=2000кг/м3 -тоже керамических плиток, g=13 мм, R=1300кг/м3 | 2800 440 240 | 1,1 1,3 1,1 | 3080 570 270 |
| Итого Временная В т.ч. длительная краткосрочная | 3480 4000 2500 1500 | - 1,2 1,2 1,2 | 3920 4800 3000 1800 |
| Полная В т.ч. постоянная и длительная кратковременная | 7480 5980 1500 | - - - | 8720 - - |
Расчетная нагрузка на 1 м длины при ширине плиты 1,4 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания јn=0,95: постоянная g=3920*1.4*0.95=5.21 кН/м; полная g+ φ = 8720*1,4*0,95=11,6 кН/м; временная φ=4800*1,4*0,95=6,38 кН/м.
Нормативная нагрузка на 1 м длины: постоянная g=3480*1.4*0.95=4.63 кН/м; полная g+ φ=7480*1.4*0.95=9.95 кН/м, в точности постоянная и длительная (g+ φ)l=5980*1.4*0.95=7.95 кН/м.
Усилие от расчетных и нормативных нагрузок.
От расчетной нагрузки М=( g+ φ)l02/8=11.6*103*5.92/8=50.47 кН*м;
Q==( g+ φ)l0/2=11.6*103*5.92/2=34.22 кН
От нормативной полной нагрузки М=9.95*103*5.92/8=43.29 кН*м.
Q=9.95*103*5.92/2=29.35 кН. От нормативной постоянной и длительной нагрузки М=7.95*103*5.92/8=34.59 кН*м.
Установление размеров сечения плиты.
Высота сечения многопустотной преднопряженной плиты h=l0/30=5.9/30≈0.2 м. (8 круглых пустот диаметром 0.14 м).
Рабочая высота сечения h0=h-e=0.2-0.03≈0.17 м
Размеры: толщина верхней и нижней полок (0.2-0.14) *0.5=0.03 м. Ширина ребер: средних 0.025 м, крайних 0.0475 м.
В расчетах по предельным состоянием, I группы расчетная толщина сжатой полки таврого сечения hf’=0.03 м; отношение hf’/h=0.03/0.2=0.15>0.1-при этом в расчет вводится вся ширина полки bf’=1.36 м;рр расчетная ширина ребра b=1.36-8*0.14=0.24 м.
Рисунок 2 – Поперечные сечения плиты а) к расчету прочности
б) к расчету по образованию трещин.
Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.
M=50.47 кН*м.
Вычисляем α m=М/(Rb*bf’*h20)=50.47*103/(0.9*17*106*1.36*0.172)=0.084.
По таблице 3.1[1] находим: η=0,955; ζ=0,09; х= ζ*h0=0,09*0,17=0,015 м<0.03 м – нейтральная ось проходит в пределах сжатой зоны.
Вычисляем граничную высоту сжатой зоны:
ζR=w/[1+(Gsp/500)*(1-w/1.1)]=0.73/[1+(529.4*106/500*106)*(1-0.73/1.1)]=0.54,
где w=0,85-0,008*Rb=0.85-0.008*0.9*17=0.73 – характеристика деформированных свойств бетона.
GSR=Rs+400-Gsp-ΔGsp=(510+400-380.6-0)*106=529.4 МПа.
Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести: jSG= η-( η-1)*(2* ζ/( ζ-1))=1.2-(1.2-1)*(2*.009/0.54-1)=1.33> η=1.2, где η=1,2 – для арматуры класса А-IV
Принимаем jSG= η=1,2.
Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры:
Аs=М/ jSG*RS* η*h0=50.47*103/1.2*510*106*0.955*.17=5.08*10-4 м2.
Принимаем 5ø12 А-IV с А3=5,65*10-4 м2.
Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям II группы.
Расчет прогиба плиты.
Прогиб определяем от постоянной и длительной нагрузок; f=b0/200=5.0/200≈0.03 m
Вычисляем параметры необходимые для определения прогиба плиты с учетом трещин в растянутой зоне. Заменяющий момент равен изгибающему моменту от постоянной и длительной нагрузок, М=34,59 кН*м, суммарная продольная сила равна усилию предварительного обжатия.
Ntot=P2=193.5 кН; эксцентриситет ls,tot=M/ Ntot=34.59*103/193.5*103=0.18 m; φl=0.8 – при длительной действии нагрузок.
Вычисляем: φm= (Rbtp,ser* Wpl)/(M-Mτp)=(1.8*106*11.07*10-3)/(34.29*103-17.31*103)=1.17>1 – принимаем φm=1.
Ψs=1.25-0.8=0.45<1.
Вычисляем кривизну оси при изгибе:
1/Z=M/h0*Z1(Ψs/Es*As+ Ψb/v*Eb*Ab)-(Ntot* Ψs)/h0*Es*As=
=34.59*103/0.17*0.1515*((0.45/190*109*5.65*10-4)+0.9/0.15*29*109*0.068)-(193.5*103*0.45)/0.17*190*109*5.65*10-4=0.0052 m-1.
Прогиб плиты равен : f=5/48*l20*1/2=5/48*5.92*0.0052=0.019m<0.03m.
Расчетная схема и нагрузки.
Нагрузки на ригель собираем с грузовой полосы шириной, равной номинальной длине плиты перекрытия.
Вычисляем расчетную нагрузку на 1 м длины ригеля.
Постоянная: от перекрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания:
jn=0.95; g1=3920*6*0.95=22.34 кН/м;
- от веса ригеля : g2=0.2*0.5*25000*1.1*0.95=2.61 кН/м;
Итого: g=g1+g2=(22.34+2.61)*103=24.95 кН/м.
Временная нагрузка с учетом jn=0.95; φ=4800*6*0,95=27,36 кН/м, в точности длительная
φl=3000*6*0.95=17.1 кН/м.
Кратковременное φкр=1800*6*0,95=10,26 кН/м.
Полная расчетная нагрузка – g+ φ=(24.95+27.36)*103=52.31 кН/м.
Таблица 2. Опорные моменты ригеля при различных схемах загружения.
Схема загружения
Опорные моменты, кН*м
3.3 Перераспределение моментов под влиянием образования пластических шарниров в ригели.
Практический расчет заключается в уменьшении примерно на 30% опорных моментов ригеля М21 и М23 по схеме загружения 1+4; при этом намечается образование пластических шарниров на опоре.
К опоре моментов схем загружения 1+4 добавляем выравнивающую эпюру моментов так, чтобы уравнялись опорные моменты М21= М23 и были обеспечены удобства армирования опорного узла .Ординаты выравнивающей эпюры моментов.
∆M21=0.3*152.6*103=45.78 кН*м; ∆M23=((139,16-(152,6-45,78))*103=32,34 кН*м; при этом ∆М12=- ∆М21/3=45,78*103/3=15,26 кН*м; ∆М32≈ - ∆М23/3=- 32,34*103/3= - 10,78 кН*м.
Разность ординат в узле выравнивающей эпюры момента предается на стойки. Опорные моменты на эпюре выровненных моментов составляют:
М12=((-21,59-22,93)-15,26)*103=- - 59,78 кН*м;
М21=-152,6*103+45,78*103=106,82 кН*м;
М23=-139,16*103+32,34*103= - 106,82 кН*м;
М32=(-62,07-33,66-10,78)*103= -106,51 кН*м.
Рисунок 3 – к статическому расчету ригеля.
а) эпюры изгибающих моментов при различных комбинациях нагрузок
б) выравнивающая эпюра моментов
в) выравнивающая эпюра моментов
Поперечные силы ригеля.
Для расчета прочности ригеля по наклонным сечениям принимаем значения поперечных сил ригеля, большие из двух расчетов: упругого расчета и с учетом перераспределения моментов.
На крайней опоре Q1=126.95 кН; на средней опоре слева по схеме загружения 1+4 Q2=52,31*103*5,2/2- (-152,6+44,52)*103/5,2=156,8 кН; На средней опоре справа по схеме загружения 1+4 Q2=52,31*103*5,2/2- (-136,16+95,73)*103/5,2=144,36 кН;
Расчетный пролет нагрузки.
Расчетный пролет равен расстоянию в свету между главными балками l0=6-0.2=5.8 m.
Расчетные нагрузки на 1 м длины второстепенной балки:
постоянная:
- собственного веса плиты и поля: g1=2200*1.73=3.81 кН/м
- то же балки сечением 0,2х0,35 м,
g=2500 кг/м3, g2=0.2*0.35*25000=1.75 кН/м.
Итого: g=g1+g2=(3,81+1,75)*103=5.56 кН/м. С учетом коэффициента надежности по назначению здания jn=0.95: g=5.56*103*0.95=5.28 кН/м.
Временная с учетом jn=0.95: φ=4800*1,73*0,95=7,89 кН/м.
Полная нагрузка: g+ φ=(5.28+7.89)*103=13.17 кН/м.
Расчетные усилия.
Изгибающие моменты опираем как для многопролетной балки с учетом перераспределении моментов.
В I пролете М=(g+ φ)*l20/11=13.17*103*5.82/11=40.27 кН*м.
На I промежуточной опоре М=13.17*103*5.82/14=31.64 кН*м.
В средних пролетах и на средних опорах: М=13,17*103*5,82/16=27,69 кН*м.
Отрицательные моменты в средних пролетах зависит от отношения временной нагрузки к постоянной. При φ/g=7.88*103/5.28*103=1.5<3 отрицательный момент в среднем пролете можно принять равным 40% от момента на I промежуточной опоре Q=31.64*103*0.4=12.66 кН*м.
Поперечные силы на крайне опоре Q=0.4*(g+ φ)*l0=0.4*13.17*103*5.8=30.55 кН. На I промежуточной опоре слева Q=0.6*13.17*103*5.8=45.83 кН; на I промежуточной опоре справа
Q=0.5*13.17*103*5.8=38.19 кН.
КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ СБОРНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ.
Ригели поперечных рам – трехпролетные, на опорах жестко соединены с крайними и средними колоннами. Ригели расположен в поперечном направлении, за счет чего достигается большая жесткость здания.
Поскольку нормативная нагрузка на перекрытие (4 кПа) меньше 5 кПа, принимаем многопустотные плиты. Наименьшая ширина плиты – 1400 мм. Связевые плиты расположены по рядам колонн. В среднем пролете предусмотрен такой один доборный элемент шириной 1000 мм. В крайних пролетах предусмотрены по монолитному участку шириной 425 мм.
В продольном направлении жесткость здания обеспечивается вертикальными связями, устанавливаемыми в одном среднем пролете по каждому ряду колонн. В поперечном направлении жесткость здания обеспечивается по релико-связевой системе: ветровая нагрузка через перекрытие, работающие как горизонтальные жесткие диски, предается на торцевые стены, выполняющие функции вертикальных связевых диафрагм, и поперечные рамы.
Поперечные же рамы работают только на вертикальную нагрузку.
Дата: 2019-07-30, просмотров: 219.