DataLife Engine > Версия для печати > Розрахунок і конструювання ребристої плити перекриття 1,5 х6 м

Федеральнеагентство з освіти

Державна освітняустанова вищої професійної освіти

Тверський державнийтехнічний університет

Кафедра В«Конструкції та спорудженняВ»

Курсова робота

з дисципліни В«Залізобетонні такам'яні конструкції В»

на тему: В«Розрахунок іконструювання ребристої плити перекриття 1.5 Г— 6 м В»

Виконав: студент ІДПО

групи ПЦБ-30-08

Прийняв: Цибіна Р.З.

Твер 2011

Зміст

1.Вихідні дані

2.Розрахунок ребристої плити

2.1Збір навантажень

2.2Визначення зусиль в елементах плити

2.3Розрахунок елементів плити по міцності

2.3.1Розрахунок полиці плити

2.3.2Розрахунок поперечного ребра

2.3.3Розрахунок поздовжніх ребер

2.4Визначення геометричних характеристик приведеного перерізу плити

2.5Втрати попереднього напруження

2.6Розрахунок поздовжніх ребер плити по утворенню тріщин, нормальних до поздовжньоїосі елемента

2.7Розрахунок по розкриттю тріщин, нормальних до поздовжньої осі елемента

2.8Розрахунок прогину плити

3.Розрахунок нерозрізних залізобетонних ригеля

3.1Визначення навантаження на ригель

3.2Статичний розрахунок ригеля

3.3Розрахунок міцності перерізів ригеля

3.4Конструювання арматури ригеля

Бібліографічнийсписок

1.Вихідні дані

Номінальні розміриплити в плані - 1.5 Г— 6 м.

Спирання плити наригель - в рівень. Плита виготовляється з важкого бетону класу В40 попоточно-агрегатної технології.

Поздовжні ребра плитиармуються преднапряженних арматурою класу Ат-800.

Умови тверднення плити- Тепло-вологості обробки при атмосферному тиску.

Плита експлуатується внормальних умовах з відносною вологістю не більше 75%.

Коефіцієнт надійностіза призначенням Оі n = 0.95.

Деформації плити обмежуютьсяестетичними вимогами.

Корисне навантаження наперекриття - 15500 Н/м 2 (1550 кгс/м 2 ).

В·Ширинапоздовжнього ребра: по низу - 85 мм, по верху - 100 мм;

В·Ширинапоперечного ребра: по низу 50 мм, по верху - 100 мм.

Збір навантажень виконаємов табличній формі. У таблиці 1 представлені навантаження для розрахунку полиці плити.

Таблиця 1. - Навантаженняна 1 м 2 перекриття для розрахунку полиці плити

Таблиця 2. - Навантаженняна 1 м 2 перекриття (для розрахунку поздовжніх

згинальні моменти впоздовжньому і поперечному напрямках полки:

Згинальний момент усередині прольоту поперечного ребра:

Де l р - Проліт поперечного ребра 1.28 м (див. рис. 1);

Де g св - Власна вага одного метра поперечного ребра.

Максимальний згинальниймомент в середині прольоту подовжніх ребер:

Згинальний момент відповної нормативної навантаження:

Згинальний момент відтривалої нормативного навантаження:

Армування полки проводимоза прийнятою схемою армування, приймаючи h = 5см (товщина полиці), h 0 = 3.5см.

В якості робочоїарматури вибираємо арматуру класу Вр-|, R s = 365МПа.

Схема розташуванняарматурних сіток наводиться на рис. 4.

Сітку С-2 підбираємо зробочою арматурою в поперечному напрямку;

Поперечний ребророзраховуємо як згинальних елементів таврового перерізу з одиночною арматурою.Розрахунковий переріз наводиться на рис. 2.

Малюнок 2. - Розрахунковеперетин поперечного ребра

В якості робочоїпоздовжньої арматури приймаємо арматуру класу А-400 (припускаючи діаметрстрижнів 6-8 мм), R s = 355МПа:

За сортаментом підбираємострижні робочої поздовжньої арматури поперечного ребра - 8 мм, А s = 0.503см 2 .

Необхідність розрахункупоперечної арматури перевіряємо з умови Q Л‚ Q B ,Де Q =Н - зовнішня поперечна сила.

Мінімальна поперечнасила, сприймана бетоном:

Поперечну арматурупризначаємо з конструктивних міркувань. Діаметр - мінімальним за умовамизварювання-3ВР-|. Крок поп...еречної арматури на приопорних ділянці S = h/2 = 250/2 = 125мм Л‚ 150мм. Приймаємо 125 мм. У середній частині ребра S = 3 в€™ h/4 = 3 в€™ 250/4 = 187.5 = 188мм. Приймаємо 180 мм.

Для розрахунку плити впоздовжньому напрямку наводимо її переріз до розрахункового (рис. 3).

Малюнок 3. -дійсне і розрахунковий переріз плити

b f = 144.5см - ширина плити по верху; h f = 5см - товщина полиці; h = 45 см - висотаплити;

b = 2 в€™ (10 +8.5)/2 = 18.5см - середня сумарна ширина ребер.

Величинупопередньої напруги поздовжньої робочої арматури приймаємо: Пѓ s р = 0.6 в€™ R sn = 0.6 в€™ 785 = 471МПа.

Довжина напружуєстрижня: l ст = 555 +25 = 580см = 5.8 м.

Умовизадовольняються, отже, величина попереднього напруження знаходитьсяв допустимих межах.

Де П р = 2 -кількість напружуваних стержнів (по одному в ребрі).

Де е s , el - Відносна деформація розтягнутої арматури, при напругах, рівних R s

Е b , ult - Відносна деформація стиснутого бетону, при напругах, рівних R b ,приймається рівною 0.0035.

Коефіцієнт,характеризує відносну висоту стиснутої зони:

Отже, розрахунокперерізу може вироблятися як прямокутного з шириною перетину 144.5 см.

Коефіцієнт умовроботи високоміцної арматури при напругах вище умовної границі текучості.

Площа поперечногоперерізу поздовжньої робочої арматури:

За сортаментом підбираємо2-18 Ат-800 з площею поперечного перерізу А sp = 5.09см 2 .

Для розрахунку перетинів,нахилених до поздовжньої осі, визначаємо коефіцієнти, що характеризують роботуперетину:

Де Р 2 = 0.7 в€™ А sp в€™ у sp = 0.7 в€™ 5.09 в€™ 471 в€™ 100 = 167817.3

Поперечна сила,сприймана бетоном (мінімальна):

Поперечна арматура порозрахунком не потрібно. Конструктивно приймаємо поперечну арматуру 4 Вр-|з кроком:

Міцність по похилійсмузі між тріщинами перевіряємо з умови:

Міцність похилій смугиміж тріщинами забезпечена.

Поперечний перетинплити представлено на рис. 5.

Статичний моментприведеного перерізу відносно нижньої грані:

Відстань від нижньоїграні до центра ваги приведеного перерізу:

Момент опоруприведеного перерізу по нижній зоні:

Момент опоруприведеного перерізу по верхній зоні:

Відстань від ядровоїточки, найбільш віддаленої від розтягнутої грані, до центра ваги перерізу:

Відстань від ядровоїточки, найменш віддаленої від розтягнутої грані, до центра ваги приведеногоперетину:

пружнопластичноїмомент опору по розтягнутій зоні:

Де р = 1.75 - длятаврових перерізів з полицею в стиснутій зоні.

пружнопластичноїмомент опору по стиснутій зоні:

Де р = 1.5 - длятаврових перерізів з полицею в розтягнутій зоні при b f /b Лѓ 2і h f /h Л‚ 0.2.

Втрати від релаксаціїнапруження в арматурі:

Втрати відтемпературного перепаду у 2 = 0 (виріб піддається тепловійобробці разом з силовою формою).

Зусилля обтиснення з урахуваннямвтрати у 1 :

Ексцентриситет цьогозусилля щодо центра ваги приведеного перерізу:

Передавальна міцністьбетону повинна бути не менше:

стискаючі напруги нарівні центра ваги напруженої арматури з урахуванням згинального моменту відвласної ваги плити і передавальної міцності бетону.

Зусилля обтиснення з урахуваннямвсіх перших втрат:

стискаючі напруги нарівні центру ваги розтягнутої арматури з урахуванням згинального моменту відвласної ваги плити:

Зусилля обтиснення з урахуваннямвсіх втрат:

Де Оі sp = 1-О”Оі sp = 1-0.13 = 0.87- Коефіцієнт натягу арматури.

Тріщини в розтягнутійзоні в процесі експлуатації утворюються. Необхідний розрахунок по розкриттю тріщин.Перевірку утворення тріщин у верхній зоні при її обтисканні проводимо з умови:

Де Р 1 -зусилля обтиску з урахуванням перших втрат;

М - згинальний моментвід власної ваги плити;

R btp - Міцність бетону на розтяг до моменту передачі напруги, відповіднапередавальної міцності бетону.

Тріщини в верхній зоніплити при її обтисканні не утворюються.

Для згинаютьсяелементів, армованих стрижневою арматурою, ширина розкриття тріщинвизначається за формулою:

Де ц 1 притривалій дії навантаження - 1.4, при короткочасному - 1;

у s - Напруга в поздовжньої розтягнутої арматури, що визначається за формулою:

Де М - момент від навантажень,враховуються у розрахунку;

z s - Відстань від центру ваги розтягнутої арматури до точки прикладаннярівнодіючої зусиль у стиснутій зоні елемента. Для елементів таврової формизначення z s може бути прийнято рівним:

l s - Базове відстань між суміжними нормальними тріщинами:

Значення l b повинно бути не менше 10 см і не більше 40 см. Приймаються l b = 40см.

Де А bt - Площа перерізу розтягнутої зони бетону.

ш s - Коефіцієнт, що враховує нерівномірний розподіл відносних деформаційрозтягнутої арматури між ...тріщинами:

Де а crc 1 - Ширина розкриття тріщин від тривалої дії постійної і тимчасовоїтривалої навантажень;

а crc 2 - Від нетривалої дії постійних і тимчасових (тривалих ікороткочасних) навантажень;

а crc 3 - Від нетривалої дії постійних і тимчасових тривалих навантажень.

Допустима ширинарозкриття тріщин 0.3 мм - нетривала і 0.2 мм - тривала.

Так як деформаціїплити обмежуються естетичними міркуваннями, розрахунок прогину плити проводимона дію постійних і тривалих навантажень.

Коефіцієнт,характеризує нерівномірність деформації розтягнутої арматури:

Прогин від діїтривалій і постійній навантажень:

Допустимий прогин дорівнює2.5 см. Прогин плити від дії тривалій і постійній навантажень меншдопустимого.

Бетон ригеля важкийкласу В20. Робоча поздовжня і поперечна арматура без попередньогонапруги класу А-400. Проліт середнього ригеля приймаємо рівним відстаніміж гранями колон 5.65 м (рис. 5), проліт крайнього ригеля рівним відстанівід межі колони до центр опори на стіні 5.6 м (рис. 5). Перетин колон приймаємо 40 * 40 см, закладення ригеля в стіну - 30 см, центру опори посередині опорної площадки. Розрахунковий ригель - середній.

Визначаємо навантаження відвласної ваги ригеля:

г f - Коефіцієнт надійності за навантаженням.

Де ОІ -коефіцієнт, що залежить від V клунь /q клунь і від положення перетину. Згинальні моменти визначаємо з урахуванням пластичногоперерозподілу моментів.

Розбиваємо прольоти нап'ять рівних частин і визначаємо згинальні моменти через 1/5 прольоту. Зарезультатами розрахунку будуємо осяжний епюри згинальних моментів для першого(Крайнього) та другого (середнього) прольотів. Епюри наведено на рис. 6.

Малюнок 6. - Епюризгинальних моментів і поперечних сил крайнього

Відстань від межіколони до нульової точки верхньої гілки епюри:

Відстань від межіколони до нульової точки нижньої гілки епюри:

Поперечна сила напершій проміжній опорі зліва:

Відстань від межіколони до нульової точки нижньої гілки епюри:

Поперечна сила налівої і правої опорах середнього прольоту:

Розрахунок виконуємо дляригеля середнього прольоту. Висота ригеля задана і дорівнює 800 мм. Перетин ригеля розглядаємо як прямокутне 300 * 800 мм; площа консольних звисів в розрахунокне вводять, так як вони розташовані близько до середини висоти ригеля, тобто позастиснутої зони. Робоча висота h 0 = 0.9 в€™ h = 720мм, а = 80 мм, b = 475 мм.

Де щ = б-0.008 в€™ R b = 0.85-0.008 в€™ 11.5 = 0.758;у sR = 365 МПа.

Площа поперечногоперерізу поздовжньої робочої (нижній) арматури середнього прольоту:

За сортаментом підбираємо4х18 А-400 А s = 10.18см 2 .

Площа поперечногоперерізу поздовжньої робочої арматури над опорами в середньому прольоті:

За сортаментом підбираємо2х28 А-400 А s = 12.32см 2 .

Площа поперечногоперерізу робочої арматури у верхній зоні ригеля в прольоті:

За сортаментом підбираємо(З запасом) 2х16 А-400 А s = 4.02см 2 .

Схема розташуванняпоздовжньої робочої арматури середнього ригеля наведена на рис. 9.

Мінімальна поперечнасила, яка може бути сприйнята бетоном похилого перерізу:

Це менше поперечнихсил на всіх опорах. Розрахунок продовжуємо:

Величина проекціїнайбільш небезпечного похилого перетину на вісь елемента у середніх опор:

Для розрахунку похилихрозтинів у всіх опор приймаємо С = 138 см. Поперечна сила, сприйманабетоном:

Це менше значеньпоперечних сил у всіх опор. Необхідний розрахунок поперечної арматури.

За умовами зварюванняприймаємо поперечні стрижні вЊЂ 8 А-400.

Поперечна сила,сприймана хомутами біля крайньої опори:

Поперечна сила,сприймана хомутами у першої проміжної опори зліва:

Поперечна сила,сприймана хомутами у середніх опор:

Необхідні погоннізусилля в хомутах у середніх опор:

За конструктивнимвимогам крок поперечної арматури не повинен перевищувати:

Остаточно крокпоперечної арматури приймаємо для середнього ригеля: на приопорних ділянках,рівних 1.4 м, S = 20 см. У середній частиніS = 60 см. Схеми розташування поперечноїарматури наводяться на рис. 10.

Міцність по cжатойсмузі між похилими тріщинами перевіряємо з умови:

Міцність по стиснутійсмузі забезпечена для похилих перерізів у всіх опор.

Для побудови епюриматеріалів визначаємо згинальні моменти, які сприймаються перерізами ригеля.

Згинальний момент,сприйманий перетином, армованим 4х18 А-400 А s = 10.18см 2 (рис. 9 січ. 3-3):

Згинальний момент,сприйманий перетином, армованим 2х18 А-400 А s = 5.09см 2 (рис. 9 січ. 4-4):

Згинальний момент,сприйманий перетином, армованим 2х28 А-400 А s = 12.32см 2 - опорної арматурою (рис. 9 січ. 4-4):

Згинальний момент,сприйманий перетином, армованим 2х16 А-400 А s = 4.02см 2 (рис. 9 січ. 3-3):

Для конструюванняарматури ригеля будуємо епюри матеріалів. За епюрі матеріалів визначаємовеличини згинальних моментів в точках теоретичного обриву і відповідніїм значення поперечних сил Q.Визначаємо Q графічно.