Железобетонный многоэтажный гараж
3. Расчет плиты покрытия (сборный вариант).
По результатам компоновки конструктивной схемы перекрытия принята
номинальная ширина плиты 1000мм.
Рисунок 4. Компоновка конструктивной схемы покрытия.
Вычисляем расчетные пролеты и нагрузки на плиту перекрытия. Согласно
рис.4 получим
[pic]
Определим расчетную нагрузку на 1м плиты перекрытия
|№ |Наименование нагрузки |Нормативная |?f |Расчетная |
| | |нагрузка, кН/м | |нагрузка, кН/м |
|1 |Пост-я нагрузка ж/б плиты| 3 |1,1 |3,3 |
| |?·? | | | |
|2 |Собственная масса пола |0,8 |1,2 |0,96 |
| |?·? | | | |
| |Итого |3,8 | |4,26 |
|3 |Временная | |1,2 | |
| |длительная 0,7 |4,2 | |5,04 |
| |кратковременная 0,3 |1,8 | |2,34 |
|4 |Полная нагрузка |9,8 |1,3 |11,64 |
| |В т.ч. пост.+длительная |8 | |9,3 |
Расчетные усилия:
а)для расчетов по первой группе предельных состояний:
[pic]
[pic]
б)для расчетов по второй группе предельных состояний
[pic]
[pic]
Принимаем бетон м.з. В35 (Rb=19,5Мпа,) и напрягаемую арматуру класса К-
7 (Rs=1210 Мпа, Rs,ser=435 МПа, Es=180000 МПа).
Назначаем величину предварительного напряжения арматуры ?sp=1015 МПа и
проверяем условие:
[pic]
для электротермического способа натяжения [pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Расчет плиты по предельным состояниям первой группы.
Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.
[pic]
Сечение двутавровое с полкой в сжатой зоне.
[pic]
[pic]
[pic]
проверим условие:
[pic]
граница сжатой зоны в полке, значит расчет будем производить как для
прямоугольного сечения шириной b=bf=1000мм
[pic]
[pic]
Вычислим относительную граничную высоту сжатой зоны:
[pic]
[pic] ; [pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic] Вычислим требуемую площадь сечения напрягаемой арматуры:
[pic]
по конструктивным требованиям принимаем 3Ш12(As=2,72см2).
Расчет прочности плиты по сечениям, наклонным к продольной оси.
[pic]
[pic]
Проверяем условие:
[pic][pic]
[pic]
т.е.условие выполняется. Проверяем условие:
[pic] и [pic]
Находим усилия обжатия от растянутой продольной арматуры
[pic]
Вычисляем [pic]
[pic][pic]
[pic]
[pic]
Т.к.[pic][pic]
Расчет по предельным состояниям второй группы.
Определение геометрических характеристик приведенного сечения.
a=b=[pic][pic][pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
По таб.2 СНиП определяем категорию требований по трещиностойкости
В закрытом помещение 3-я категория
[pic] [pic]
[pic][pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Определение потерь предварительного напряжения при натяжении арматуры.
Определим первые потери предварительного напряжения по позициям 1-6
табл.5 [1].
Потери от релаксации напряжений
[pic][pic]
Потери от температурного перепада
[pic]
Потери [pic][pic] отсутствуют таким образом усилия обжатия Р1 с учётом
потерь рас. по поз.1-5 таб.5[pic][pic]
[pic]
Точка приложения усилия Р1 совпадает с центром тяжести сечения
напрягаемой арматуры поэтому
[pic][pic]
Потери от быстропротекающей ползучести бетона
[pic]
[pic]
Напряжение на уровне растянутой арматуры (y=eop=80мм) будет равно
[pic]
Напряжение на уровне крайнего верхнего волокна (y=h-yred=110мм)будет
равно:
[pic]
[pic]
[pic]
Потери на уровне растянутой арматуры
[pic]
Потери на уровне крайнего верхнего волокна
[pic]
[pic]
Усилие обжатия с учетом первых потерь определяется
[pic]
Определим вторые потери предварительного напряжения по позициям 7-
11 табл.5 [1].
Напряжение на уровне растянутой арматуры (y=eop=80мм) будет равно:
[pic]
Напряжение на уровне крайнего верхнего волокна (y=h-yred=110мм) будет
равно:
[pic]
[pic]
[pic]
Потери от усадки тяжёлого бетона
[pic]МПа
[pic]
[pic]
Потери на уровне крайнего верхнего волокна
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Поэтому согласно СНиП п.1.25 потери не увеличиваются
Усилие обжатия с учётом суммарных потерь
Проверка образования трещин
[pic]
[pic]
Расстояние до ядровой точки
[pic]
При действии Р1 в стадии изготовления напряжения в верхней зоне бетона
равно
[pic]
Т.е. минимальное напряжение в бетоне при действии усилия обжатия Р1
будет сжимающим, следовательно верхние начальные трещины не образуются
Согласно п.4,5 СНиП принимаем
[pic]
[pic]
[pic]
Трещины в нижней зоне не образуются, т.е. не требуется расчет ширины
раскрытия трещин.
Расчет прогиба плиты выполняем при условии отсутствия трещин в
растянутой зоне бетона.
Находим кривизну от действия кратковременных нагрузок
постоянных и длительных
[pic]
Прогиб плиты без учёта выгиба от усадки пол-и бетона при
предварительном обжатии будет равен:
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Т.к [pic]
[pic]
то[pic][pic],
Выгиб плиты от усадки и ползучести бетона при предварительном обжатии
составит
[pic]
Прогиб плиты будет равен:
[pic]
4. Расчет неразрезного ригеля.
Назначаем предварительные размеры поперечного сечения ригеля.
[pic]
[pic]
Определим расчетную нагрузку на 1м ригеля, собираемую с грузовой полосы
шириной, равной расстоянию между осями ригелей (s=4800 мм).
|№ |Наименование нагрузки |Нормативная |?f |Расчетная |
| | |нагрузка, кН/м | |нагрузка, кН/м|
|1 |Постоянная нагрузка от |2,65 |1,1 |2,92*6,8= |
| |ригеля | | |=19,86 |
|2 |Плита перекрытия |3 |1,1 |3,3 |
|3 |Покрытие пола |0,8 |1,2 |0,96 |
|4 |Полезная нагрузка |6 |1,2 |7,2 |
| |Полная нагрузка |12,45 | |14,38 |
ИТОГО 31,32
[pic]
[pic][pic]
[pic]
[pic]
Рисунок 5. Огибающая эпюра изгибающих моментов.
Расчет прочности ригеля по сечению, нормальному к продольной оси.
Определим требуемую площадь продольной арматуры:
1) для сечения в середине первого пролета
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
принимаем 6Ш20(As=18,85см2)
Назначаем хомуты А1 d=8мм S=150 n=3
[pic]
Определяем значение [pic][pic]принимая [pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Поскольку [pic]
Следовательно значение [pic] не корректируем
Согласно п. 3.32 СНиП определяем длину проекции опасного наклонного сечения
Так как [pic]
Значение с определяем только по формуле:[pic]
[pic]
[pic]
Поскольку [pic]
[pic]принимаем L=1.36м
[pic]
Длина проекции наклонной трещины ровна
[pic]
[pic]
то принимаем [pic]=0,64 тогда
[pic]
[pic]
т.е. прочность наклонного сечения по поперечной силе обеспечена
[pic]
. Сечение в пролете с продольной арматурой 6Ш20(As=1885мм2)
[pic]
[pic]
. Сечение в пролете с продольной арматурой 3Ш20(As=763мм2)
[pic]
[pic]
[pic]
. Сечение в пролете с продольной арматурой 5Ш20(As=1272мм2)
[pic]
[pic]
. Сечение в пролете с продольной арматурой 4Ш20(As=1018мм2)
[pic]
[pic]
1) [pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]=5,27
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
5. Расчёт колонны.
Определим нагрузку на колонну с грузовой площади, соответствующей
заданной сетке колонн 6,8?5,6=38,08м2.
Постоянная нагрузка от конструкций одного этажа:
- от перекрытия и пола: 4,26?38,08=162,22 кН
- от собственного веса ригеля : 0,46?0,23?6,8?25?1,1=19,79 кН
- от собственного веса колонны : 0,16?3,6?25?1,1=15,84 кН
итого: 162,22+19,79+15,84=197,85 кН
Временная нагрузка от перекрытия одного этажа: 6?38,08=228,48 кН
в том числе длительная 4,2?38.08=159,94 кН
Постоянная нагрузка от кровли 5кН/[pic],
5?38,08=190,4 кН,
то же с учетом нагрузки от ригеля и колонны верхнего этажа:
182,4+18,21+14,52=215,13 кН
Временная нагрузка от снега для г. Самара (IV снеговой район,
s=2,4кН/м2)
2,4?38,08=91,39 кН
В том числе длительная: 91,39?0,7=63,97 кН
[pic]
[pic]
Принимаем бетон м.з. В35 (Rb=17,5Мпа) и арматуру АII (Rsс=280Мпа).
Принимая предварительно коэффициент ?=0,8, вычисляем требуемую площадь
сечения продольной арматуры:
[pic]
принимаем конструктивно 4Ш16(As=804мм2).
Выполним проверку прочности сечения колонны с учетом площади сечения
фактически принятой арматуры.
[pic] ; [pic] ; [pic]
[pic] , [pic] уточняем коэффициент ? :
[pic]
[pic]
Тогда фактическая несущая способность расчетного сечения колонны будет
равна:
[pic]
[pic] ,
следовательно, прочность колонны обеспечена. Так же удовлетворяются
требования по минимальному армированию, поскольку
[pic]
Поперечную арматуру в колонне конструируем из арматуры класса Вр-I
диаметром 5мм, устанавливаем с шагом s=300мм<20d=20?14=320мм и менее 500мм.
6. Расчёт фундамента.
[pic]
Нормативная нагрузка на колонну Nser=1200,71 кН
Условное расчетное сопротивление грунта Ro=0,28 МПа
Удельный вес бетона фундамента и грунта на обрезах ?m=20?10-6Н/мм3
Вычислим требуемую площадь подошвы фундамента
[pic]
Размер стороны квадратной подошвы фундамента должен быть не менее
[pic]
Назначаем размер [pic], при этом давление под подошвой фундамента от
расчетной нагрузки будет равно
[pic]
По условию заделки колонны в фундамент полная высота фундамента должна
быть не менее
[pic]
С учетом удовлетворения всех условий принимаем окончательно фундамент
высотой Н=850мм, двухступенчатый, с высотой нижней ступени h1=450мм.
[pic]
[pic]
Выполним проверку прочности нижней ступени по перечной силе без
поперечного армирования для единицы ширины этого сечения (b=1мм)
[pic]
[pic]
Площадь сечения арматуры подошвы фундамента определим из расчета
фундамента на изгиб в сечениях 1-1 и 2-2.
[pic]
[pic]
Сечение арматуры одного и другого направления на всю ширину фундамента
определим из условий:
[pic]
[pic]
Нестандартную сварную сетку конструируем с одинаковой в обоих
направлениях рабочей арматурой 12 Ш10(As=942 мм2) с шагом 150мм.
[pic]
[pic]
7. Расчёт кирпичного столба с сетчатым армированием.
Определим нагрузку на колонну с грузовой площади, соответствующей
заданной сетке колонн 6,8?5,6=38,08м2.
Постоянная нагрузка от конструкций одного этажа:
- от перекрытия и пола: 4,26?38,08=162,22 кН
- от собственного веса ригеля : 0,46?0,23?6,8?25?1,1=19,79 кН
- от собственного веса колонны : 0,16?3,6?25?1,1=15,84 кН
итого: 162,22+19,79+15,84=197,85 кН
Временная нагрузка от перекрытия одного этажа: 6?38,08=228,48 кН
в том числе длительная 4,2?38.08=159,94 кН
Постоянная нагрузка от кровли 5кН/[pic],
5?38,08=190,4 кН,
то же с учетом нагрузки от ригеля и колонны верхнего этажа:
182,4+18,21+14,52=215,13 кН
Временная нагрузка от снега для г. Самара (IV снеговой район,
s=2,4кН/м2)
2,4?38,08=91,39 кН
В том числе длительная: 91,39?0,7=63,97 кН
[pic]
Принимаем кирпич марки 125 на растворе марки 75 R=2МПа и арматуру Вр-1
(Rs=216Мпа).
[pic]
Назначаем размеры сечения кирпичного столба [pic]
Т.к. заданная величина эксцентриситета [pic]
Вычисляем максимальное напряжение в кладке
[pic]
где [pic], значение коэффициентов [pic] принято предварительно
ориентировочно.
Определяем требуемый процент армирования кладки принимая значение [pic]
тогда получим
[pic]
где [pic] для арматуры диаметром 5мм класса Bp-1 [pic] с учётом
коэффициента условий работы [pic]
Назначаем шаг сеток S=158мм
[pic]
Принимаем размер с=50 мм, при этом получим [pic]
Определяем фактическую несущую способность запроектированного сечения
кирпичного столба с сетчатым армированием для определения коэффициентов
продольного изгиба расчётная высота столба будет равна [pic]
соответственно гибкость в плоскости действия изгибающего момента [pic]
[pic]и соответствующая ей гибкость [pic]
Находим упругую характеристику кладки с сетчатым армированием по
формуле:
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Находим значение коэффициентов продольного изгиба для армированной
кладки при внецентренном сжатии [pic] [pic] соответственно получим [pic]
Коэффициент [pic], учитывающий повышение расчётного сопротивления
кладки определяем
[pic]
Тогда фактическая несущая способность будет равна
[pic]
8. Список используемой литературы.
1. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции/ Госстрой
СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 88с.;
2. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из
тяжёлых и лёгких бетонов без предварительного напряжения арматуры ( к
СНиП 2.03.01-84)/ ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР.
– М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 192с.;
3. Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных
конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов ( к СНиП 2.03.01-84). Ч. I/
ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. – М.: ЦИТП
Госстроя СССР, 1990. – 192с.;
4. Пособие по проектированию предварительно напряжённых железобетонных
конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов ( к СНиП 2.03.01-84). Ч. II/
ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. – М.: ЦИТП
Госстроя СССР, 1990. – 144с.;
5. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия/ Госстрой СССР. – М.: ЦИТП
Госстроя СССР, 1987. – 36с.
6. СНиП П-22-81. Каменные и армокаменные конструкции
7. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. –
М.: Стройиздат, 1985.
8. Бородачёв Н.А. Автоматизированное проектирование железобетонных и
каменных конструкций: Учеб. Пособие для вузов – М.: Стройиздат, 1995.
– 211с.
9. Улицкий И.И. Железобетонные конструкции ( расчёт и проектирование).
Изд. Третье, переработанное и дополненное. Киев, «Будiвельник», 1972.
– 992с.
10. Фролов А.К. Проектирование железобетонных, каменных и армокаменных
конструкций: Учебное пособие. – М.: Издательство АСВ, 2001. – 170с.
-----------------------
[pic]
Страницы: 1, 2
