Расчет и конструирование железобетонной многопустотной панели перекрытия размером 5980х1390х220 мм

Сбор и определение нагрузок при конструировании железобетонной многопустотной панели. Подбор сечений и расчет их по прочности. Проверка панели по раскрытию трещин, наклонных к продольной оси. Определение прогибов и проверка панели на монтажные нагрузки.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 13.09.2012
Размер файла 417,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Расчет и конструирование многопустотной панели (над подвальным помещением)

1.1 Сбор нагрузок

1.2 Определение нагрузок и усилий

1.3 Подбор сечений

1.4 Расчет по прочности нормальных сечений

1.5 Расчет по прочности наклонных сечений

1.6 Определение прогибов

1.7 Расчет панели по раскрытию трещин

1.8 Расчет по длительному раскрытию трещин

1.9 Проверка по раскрытию трещин, наклонных к продольной оси

1.10 Проверка панели на монтажные нагрузки

Литература

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

железобетонная многопустотная панель прогиб

На долю плит перекрытий многопустотных приходится около 30% сборного железобетона.

Плиты перекрытий железобетонные многопустотные высотой 220 мм предназначены для перекрытий многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных предприятий и сооружений различного назначения.

Железобетонные перекрытия являются наиболее надежными и долговечными и поэтому в настоящее время находят повсеместное применение в гражданском строительстве.

Наиболее распространение в гражданском строительстве получили плитные перекрытия. Основными несущими элементами плитных перекрытий являются различные виды железобетонных панелей-настилов, изготовляемых из бетона.

В зависимости от конструктивных схем зданий они бывают: из панелей, опирающихся концами на продольные несущие стены или на прогоны, уложенные вдоль здания; из панелей, опирающихся концами на поперечные стены или прогоны, уложенные поперек здания; из панелей, опирающихся на несущие стены или прогоны по трем или четырем сторонам; из панелей, опирающихся по четырем углам на колонны каркаса.

Сборные железобетонные плиты перекрытий в ходе их установки жестко заделываются в стенах с помощью анкерных креплений и скрепляются между собой сварными или арматурными связями. Швы между плитами замоноличивают раствором. Таким образом, получаются достаточно жесткие горизонтальные диски, увеличивающие общую устойчивость зданий.

Многопустотные панели широко применяют для устройства перекрытий. Изготовляют их чаще всего из бетонов классов В15 и В25 длиной от 2,4 до 6,4 м и шириной от 0,8 до 2,4 м при толщине 220 мм.

Панели бывают с круглыми и овальными пустотами.

В данном проекте рассчитывается многопустотная панель размером 5980х1390х220 мм, с круглыми пустотами 159 мм.

1. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПУСТОТНОЙ ПАНЕЛИ (НАД ПОДВАЛЬНЫМ ПОМЕЩЕНИЕМ)

Исходные данные:

нагрузка постоянная нормативная: qn=4200 H/м2;

коэффициент надежности по постоянной нагрузке: гf=1,1;

нагрузка кратковременная: 2609 H/м2;

нагрузка временная длительная: 1298 H/м2;

коэффициент надежности по временной нагрузке: гf=1,2;

1.1 Сбор нагрузок

Таблица 1-Нагрузки на междуэтажное перекрытие

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, H/м2

Коэффициент надежности по нагрузке гf

Расчетная нагрузка, H/м2

Постоянная

4200

1,1

5040

Временная:

кратковременная

длительная

2609

1298

1,2

1,2

2612

1557,6

Итого

3907

-

4170

Полная нагрузка:

постоянная и длительная

кратковременная

7814

2609

-

-

8340

2612

Итого

10428

-

10952

1.2 Определение нагрузок и усилий

На 1м длинны панели шириной b=1,39 м действуют следующие нагрузки, H/м:

а) Кратковременная нормативная pn=3627 H/м

б) Кратковременная расчётная р=3631 Н/м

в) Постоянная и длительная нормативная нагрузка qn=10861 Н/м

г) Постоянная и длительная расчетная нагрузка q=11593 Н/м

д) Итого нормальная нагрузка qn+pn=14488 Н/м

е) Итого расчетная нагрузка q+p=15224 Н/м

Расчетный изгибающий момент от полной нагрузки:

расчетный изгибающий момент от полной нормативной нагрузки (для расчета прогибов и трещиностойкости) при гn=1

то же, от нормативной постоянной и длительной временной нагрузок

то же, от нормативной кратковременной нагрузки

Максимальная поперечная сила на опоре от расчетной нагрузки

то же, от нормативной нагрузки

1.3 Подбор сечений

Для изготовления сборной панели принимаем: бетон класса В30, Еb=32,5·103 МПа, Rb=17 МПа, Rbt=1,2 МПа, гb2=0,9; продольную арматуру-из стали класса А-II, Rs=280 МПа, поперечную арматуру из стали А-I, Rs=225 МПа и Rsw=175 МПа; сварные сетки в верхней и нижней полках панели из проволоки класса Вр-I, Rs=360 МПа при d=5 мм и Rs=365 МПа при d=4 мм.

Панель рассчитываем как балку прямоугольного сечения с заданными размерами b*h=139·22 (где b-номинальная ширина; h-высота панели). Проектируем панель шестипустотной. В расчете поперечного сечения пустотной панели приводим к эквивалентному двутавровому сечению. Заменяем площадь круглых пустот прямоугольниками той же площади и того же момента инерции. Вычисляем:

h1=0,9d=0,9·15,9=14,3 см; (8)

hf=h?f= = =3,85?3,8 см; (9)

приведенная толщина ребер b=137-6·14,3=51,2 см (расчетная ширина сжатой полки b?f=137 см).

1.4 Расчет по прочности нормальных сечений

Предварительно проверяем высоту сечения панели перекрытия из условия обеспечения прочности при соблюдении необходимой жесткости по формуле:

h= · = · =25,1?25 см, (10)

где qn=gn+pn=7814+2609=10423 Н/м.

Принятая высота сечения h=22 см достаточна. Отношение h?f/h=3,8/22=0,173>0,1; в расчете вводим всю ширину полки b?f=137 см. Вычисляем по формуле:

А0= = =0,086, (11)

где h0=h-a=22-3=19 см.

По таблице 2.12 /5,стр.91/ о=0,07, з=0,955. Высота сжатой зоны х=оh0=0,07·19=1,33 см<h?f=3,8 см нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки. Площадь сечения арматуры :

As= = =12,7 см2; (12)

предварительно принимаем 6Ш16А-II, As=15,27 см2, а также учитываем сетку C-I 1350·5940 (ГОСТ 8478-81), As=6·0,116=1,18 см2; УAs=1,18+15,27=16,45 см2; стержни диаметром 16мм распределяем по два в крайних ребрах и два в одном среднем ребре.

1.5 Расчет по прочности наклонных сечений

Проверяем условие необходимости постановки поперечной арматуры для многопустотных панелей, Qmax=43,2 кН.

Вычисляем проекцию с наклонного сечения по формуле:

c= = , (13)

где цb2=2-для тяжелого бетона; цf-коэффициент, учитывающий влияние свесов сжатых полок; в многопустотной плите при семи ребрах

цf=7·0,75· = 7·0,75 =0,045<0,5; (14)

цn=0, ввиду отсутствия усилий обжатия значение Bbb2()Rbtгb2bh20=2(1+0,385)1,2·0,9·50,2·192·(100)=54,2·105 Н·см

В расчетном наклонном сечении Qb=Qsw=Q/2, следовательно, c=Bb/(0,5Q)=54,2·105/(0,5·43244)= 158 см>2h0=2·19=38 см. Принимаем с=38 см, тогда Qb=Bb/c=54,2·105/38=1,43·105H=89 кН>Q=42,2 кН. Следовательно, поперечная арматура по расчету не требуется.

Поперечную арматуру предусматриваем из конструктивных условий, располагая ее с шагом:

s?h/2=22/2=11 см, а также s?15 см. (15)

Назначаем поперечные стержни диаметром 6мм класса А-I через 10см у опор на участках длинной ј пролета. В средней Ѕ части панели для связи продольных стержней каркаса по конструктивным соображениям ставим поперечные стержни через 0,5 м /см. Если в нижнюю сетку С-1 включить рабочие продольные стержни, то приопорные каркасы можно оборвать в ј пролета панели.

1.6 Определение прогибов

Момент в середине пролета от полной нормативной нагрузки Mn=61524 Н·м; от постоянной и длительной нагрузок Мld=46122 Н·м; от кратковременной нагрузки Мcd=15402 Н·м.

Определим прогиб панели приближенным методом, используя значение лlim. Для этого предварительно вычислим:

г=гґ= = =0,34; (16)

мб= = = 0,111. (17)

По табл.2.20 /5,стр.126/ находим лlim=16 при мб=0,15 и арматуре класса А-II.

Общая оценка деформативности панели по формуле:

l/h0+18h0/l? лlim, (18)

так как l/h0=598/19= 31>10, второй член левой части неравенства ввиду малости не учитываем и оцениваем по условию l/h0? лlim:

l/h0=31> лlim=16, (19)

условие не удовлетворяются, требуется расчет прогибов.

Прогиб в середине пролета панели по формуле от постоянных и длительных нагрузок:

ѓmax=Sl2/rc=5,982, (20)

где 1/rc-кривизна в середине пролета панели, определяемая по формуле:

7,9·10-5 см-1, (21)

здесь коэффициенты k1ld=0,38 и k2ld=0,2 приняты по табл.2.19 /5,стр.122/ в зависимости от мб=0,15 и гґ=0,34?0,6 для двутавровых сечений.

Вычисляем прогиб ѓ следующим образом: ѓmax=(5/48)5982·7,9·10-5=1,7 см, что меньше ѓlim=3 см для элементов перекрытия с плоским потолком при l=6/7,5 табл.2.2 /5,стр.69/.

1.7 Расчет панели по раскрытию трещин

Панель перекрытия, согласно табл.2.9 /5,стр.82/, относится к третей категории трещиностойкости как элемент, эксплуатируемый в закрытом помещении и армированный стержнями из класса стали класса А-II. Предельно допустимая ширина раскрытия трещин бcrc1=0,4 мм и бcrc2=0,3 мм.

Для элементов третьей категории трещиностойкости, рассчитываемых по раскрытию трещин, нормальных к продольной оси, при действии кратковременных и длительных нагрузок должно соблюдаться условие:

бcrccrc1crc2crc3crc,max, (22)

где бcrc1crc2-приращение ширины раскрытия трещин в результате кратковременного увеличения нагрузки от постоянной и длительной до полной; бcrc3-ширина раскрытия трещин от длительного действия постоянных и длительных нагрузок.

Ширину раскрытия трещин определяем по формуле:

бcrc=дцlб20(3,5-100м)дa; (23)

для вычисления бcrc используем данные норм и величины, полученные при определении прогибов:

а) д=1-как для изгибаемых элементов;

б) б=1- для стержневой арматуры периодического профиля;

в) d=1,6 см.по расчету;

г) Es=2,1·105 МПа-для стали класса А-II;

д) да=1, так как а2=3см<0,2/h=0,2·22=4,4 см;

е) цl=1-при кратковременных нагрузках и цl=1,6-15м-при постоянных и длительных нагрузках;

принимаем м=0,01 (см. п.4.14 СНиП 2.03.01-84), тогда цl=1,6-15·0,02=1,3;

. (25)

Определяем z1:

Здесь цґf=0,55; hґf/h0=3,8/22=0,173; h0=19 см; по формуле находим о:

Значение д от действия всей нормативной нагрузки:

то же, от действия постоянной и длительной нагрузки:

Вычисляем о при кратковременном действии всей нагрузки:

продолжаем расчет как тавровых сечений.

Значение z1 по формуле (26):

Упругопластический момент сопротивления железобетонного таврового сечения после образования трещин:

Ws=Asz1=16,45·15,5=255 см3. (32)

1.8 Расчет по длительному раскрытию трещин

Mld=46,1 кН·м. Напряжение в растянутой арматуре при действие постоянных и длительных нагрузок.

уs2=Mld/Ws=46,1·105/255=18078 Н/см2=181 МПа, (33)

где Ws=255 см3 принято без пересчета величины z1, так как значение о при подстановке в формулу параметра дld=0,026 (вместо д=0,15) изменяется мало.

Ширина раскрытия трещины от действия постоянной и длительной нагрузок при цl=1,3

условие удовлетворяется.

Расчет по кратковременному раскрытию трещин. Mn=61 кН·м; Mld=46,1 кН·м; acrc определяем по формуле.

Напряжение в растянутой арматуре при совместном действии всех нормативных нагрузок:

Приращение напряжения от кратковременного увеличения нагрузки от длительно действующей до ее полной величины Дуss1s2=239-181=58 МПа.

Соответствующее приращение ширины раскрытия трещин при цl=1 по формуле будет:

Ширина раскрытия трещин при совместном действии всех нагрузок acrc=0,021+0,084=0,105 мм<acrc1,max=0,4 мм, т.е. условие удовлетворяется.

Значение acrc по формуле (23) можно подсчитывать без предварительного вычисления напряжений Дуs, подставляя в формулу значения уs=M/Ws. В этом случае расчет значений acrc будет иметь следующий вид:

1.9 Проверка по раскрытию трещин, наклонных к продольной оси

Ширину раскрытия трещин, наклонных к продольной оси элемента и армированных поперечной арматурой, определяют из формулы по СНиП 2.03.01-84:

где цl-коэффициент, равный 1,0 при учете кратковременных нагрузок, включая постоянные и длительные нагрузки непродолжительного действия, и 1,5 для тяжелого бетона естественной влажности при учете постоянных и длительных нагрузок продолжительного действия; ?=1,4-для гладкой проволочной арматуры (см. п. 4.14 СНиП); dw=6ШA-I-диаметр поперечных стержней (хомутов); a=Es/Eb=2,1·105/(3,25·104)=6,46; мw=Asw/(bs)=0,85/(50,2·10)=0,0027 (здесь Asw-площадь сечения поперечных стержней; в семи каркасах предусмотрено 3Ш6A-I, Asw=3·0,283=0,85 см2).

Напряжение в поперечных стержнях (хомутах)

где

здесь цn=0; c=2h0=2·19=38 см;

получается отрицательная величина; Qn=41153 Н-поперечная сила от действия полной нормативной нагрузки при гf=1,0; Qnld=30851 Н-то же,, от постоянной и длительных нагрузок.

Так как уsw по расчету величина отрицательная, то раскрытие трещин, наклонных к продольной оси, не будет.

1.10 Проверка панели на монтажные нагрузки

Панель имеет четыре монтажные петли из стали класса A-II, расположенные на расстоянии 70 см от концов панели. С учетом коэффициента динамичности kd=1,4 расчетная нагрузка от собственного веса панели

где q=hredp=0,13·25000=3250 Н/м2-собственный вес панели; b - конструктивная ширина панели; hred-приведенная толщина панели; р - плотность бетона.

Расчетная схема панели показана на рис.3.17. Отрицательный изгибающий момент консольной части панели

При подъеме панели веем ее может быть передан на две петли. Тогда усилие на одну петлю составляет

Площадь сечения арматуры петли

Принимаем конструктивно 4Ш12 с As=4,52 см2, А-II (площадь одного стержня As=1,13 см2).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Задание к курсовому проекту на тему: «Расчет и конструирование железобетонной многопустотной панели перекрытия над подвальным помещением размером 5980х1390х220 мм» выполнено в соответствии с полученным заданием.

Поставленные учебные цели и задачи выполнены полностью.

ЛИТЕРАТУРА

Нормативная литература

1. СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения утверждены Постановлением Госстроя РФ от 30.062003 № 127, Дата введения 1 марта 2004 года.

2. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. ГОССТРОЙ СССР, РАЗРАБОТАНЫ НИИБЖ Госстроя СССР (д-р техн. наук, проф. А. А. Гвоздев - руководитель темы; доктора техн. наук А. С. Залесов, Ю. П. Гуща; д-р техн. наук, проф. В. А. Клевцов; кандидаты техн. наук Е. А. Чистяков, Р. Л. Серых, Н. М. Мулин и Л. К. Руллэ) и ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (И. К. Никитин ѕ руководитель темы; Б. Ф. Васильев).

3. СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры -М.: 25.12.2003 Госстрой России Постановление 215.

4. СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные конструкции. Разработан Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (ГУП «НИИЖБ») Госстроя России, Внесен Управлением технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России, Одобрен и рекомендован для применения письмом Госстроя России от 24.05.2004 № ЛБ-473/9.

Основная литература

5. Примеры расчета железобетонных конструкций: учебник: А. П. Мандриков. 2-е издание переработанное и дополненное - Москва стройиздат 1989 год.

6. Строительные конструкции: учебник Р. Л. Маилян. Допущено Ассоциацией строительных высших учебных заведений России в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению «Строительство», Издание второе, Ростов-на-Дону Феникс 2005.

Интернет ресурсы

7. www.metall-stroit.org.ua

8. www.nanocad.ru

9. www.piks-spb.ru

10. www.zodchii.ws

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Изготовление бетонной многопустотной панели покрытия. Расчет и конструирование продольной и поперечной стальной арматуры. Армирование панели сварными сетками из проволоки, в верхней и нижней полках. Расчет по прочности, определение прогибов и деформации.

    курсовая работа [206,5 K], добавлен 26.01.2011

  • Компоновка плана перекрытия. Определение нагрузок, действующих на междуэтажное перекрытие, сбор нагрузок на панель. Характеристики арматуры и бетона. Подбор продольной рабочей арматуры из условий прочности сечения, нормального к продольной оси панели.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 09.11.2011

  • Сбор нагрузок на железобетонную плиту перекрытия. Расчет плиты по группе предельных состояний; прогиба панели; прочности нормальных и наклонных сечений ригеля на поперечную силу и изгибающий момент. Конструирование колонны. Определение прочности консоли.

    курсовая работа [207,8 K], добавлен 29.03.2015

  • Компоновка поперечного сечения панели. Сбор нагрузок на панель. Определение внутренних усилий. Приведенные геометрические характеристики поперечного сечения. Проверка сечения панели. Расчет и проектирование трехшарнирных рам из прямоугольных элементов.

    курсовая работа [969,7 K], добавлен 07.08.2013

  • Расчет и армирование плоской панели перекрытия. Определение момента образования трещин в панели, расчет ее прогиба. Проектирование ригеля по нормальному наклонному сечению. Конструирование колонны и фундамента, его габаритные размеры и армирование.

    курсовая работа [171,9 K], добавлен 01.10.2013

  • Варианты разбивки балочной клетки. Сбор нагрузок на перекрытие. Назначение основных размеров плиты. Подбор сечения продольной арматуры. Размещение рабочей арматуры. Расчет прочности плиты по сечению наклонному к продольной оси по поперечной силе.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.03.2009

  • Разбивка балочной клетки. Расчет плиты перекрытия. Определение прочности нормальных сечений, ширины раскрытия нормальных трещин и прогиба ребристой панели. Расчет разрезного ригеля и нагрузки на него. Расчетная длина фундамента под сборную колонну.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 21.05.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.