Курсовая работа по теме «Сборная железобетонная панель перекрытия»

В расчётно-конструктивной части дипломного проекта рассчитывается и конструируется сборная железобетонная панель перекрытия предварительно напряжённая и стропильная нога. Расчёты выполнены в соответствии со СНиП 2.03.01-84 “Бетонные и железобетонные конструкции” и СНиП II-25-80* «Деревянные конструкции», с учётом коэффициента надёжности по назначению  для I класса сооружений.

Введение

В расчётно-конструктивной части дипломного проекта рассчитывается и конструируется сборная железобетонная панель перекрытия предварительно напряжённая и стропильная нога. Расчёты выполнены в соответствии со СНиП 2.03.01-84 “Бетонные и железобетонные конструкции” и СНиП II-25-80* «Деревянные конструкции», с учётом коэффициента надёжности по назначению  для I класса сооружений.

1. 
Расчет и конструирование монолитный ж/б перекритя

Монолитное перекрытие имеет высоту 150 м. перекрытие опирается на несущие кирпичные стены.

Расчётные данные

(по СНиП 2.03.01-84 “Бетонные и железобетонные конструкции”).

Бетон:

Класс В40

призменная прочность нормативная МПа

призменная прочность расчётная  МПа

нормативное сопротивление при растяжении  МПа

расчётное сопротивление при растяжении  МПа

начальный модуль упругости  МПа

коэффициент условий работы бетона .

Арматура:

Продольная напрягаемая:

класс А-IV

нормативное сопротивление  МПа

расчётное сопротивление  МПа

модуль упругости  МПа.

Плита предварительно напряжённая с электротермическим напряжением на упоры форм. К трещиностойкости плиты предъявляются требования III категории. Изделие подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении.

Расчётная схема, геометрические размеры плиты.

Плита рассчитывается как шарнирно-опертая балка

Рис. Расчётная схема плиты.

Расчётная длина плиты:

 мм,

где с1=140 мм и с2=120 мм — соответствующие

площадки опирания.

 а — конструктивная длина плиты.

Высота сечения плиты:

Принимаем стандартную, толщиной 220 мм,

т.е.  мм.

Ширина сечения плиты:

номинальная  мм,

конструктивная  мм,

ширина швов между плитами 10 мм.

Диаметр отверстий:

мм

Принимается по ширине сечения 7 отверстий; расстояние между отверстиями 26 мм, ширина крайних рёбер 110 мм.

Геометрические размеры сечения

Определение расчётных (эквивалентных) сечений

При расчёте на прочность При расчёте на трещиностойкость

 мм

Для таврового сечения:  мм  мм  мм ммДля двутаврового сечения:

 мм  мм

мм

Ширина свесов в каждую сторону:

,

следовательно в расчёт вводится вся ширина полки. Армирование полки при таких конструктивных требованиях выполняется без расчёта (конструктивно).

Сбор нагрузок и статический расчет.

N п/п	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м2	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная Н/м2
1.	Постоянная
	собственный вес плиты пол из паркетных досок по лагам	2950 80	1.1 1.2	3245 96
	Итого постоянная:	—
2.	Временная

длительная (СНиП 2.01.07-85, т.3) кратковременная 

.2

3.	Итого:

длительно-действующая

полная нагрузка

—

Расчетная нагрузка на 1м при ширине 1.5 м с учетом коэффициента надежности по назначению :

а) полная погонная нагрузка:

нормативная

расчётная

б) длительно-действующая погонная нагрузка:

нормативная

расчётная

Статический расчёт:

Изгибающий момент в середине пролёта и поперечное усилие на опоре

От полной расчетной нагрузки:

От полной нормативной нагрузки:

От нормативной постоянной и длительной нагрузок:

Расчет прочности плиты по сечению, нормальному к продольной оси.

Величина предварительного напряжения арматуры назначается из условий:

а)

б)

— длина натягиваемого стержня

в) с учётом возможных производственных отклонений:

 где

Принимаем

Рабочая высота сечения  где а = 30 мм — защитный слой.

Для рационально выполненного армирования ξ £ ξy, где ξy — граничное значение относительной высоты сжатой зоны сечения.

Условие:

 — выполняется. Момент, воспринимаемый полкой плиты, больше расчетного, следовательно, нейтральная ось проходит в полке таврового сечения, расчёт выполняется как для прямоугольного сечения.

Условие ξ £ ξy (0,043 < 0,456) выполняется.

Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление натягиваемой арматуры выше условного предела текучести:

 для арматуры класса А-IV

Принимаем

Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры

Принимаем 6 Æ10 А-IV c Aspf = 4.71 см2

Расчёт прочности наклонного сечения

Разрушение элемента по наклонным сечениям — следствие совместного действия изгибающего момента M1 и поперечной силы Q1.

Условие , где

φb4 = 0.6 — для тяжелого бетона. Наклонные трещины в изгибаемом элементе не образуются, поперечное армирование назначается конструктивно. каркасы из арматуры Æ10 А II — продольные стержни, Æ5 Вр I — поперечные.

Расчет плиты по образованию трещин

Определение геометрических характеристик сечения.

а) — для напрягаемой арматуры А-IV

б) Площадь приведённого сечения:

в) Статический момент:

г) Расстояние от нижней грани до центра тяжести сечения:

д) Момент инерции приведенного сечения:

,

е) Упругий момент сопротивления относительно крайнего растянутого волокна:

относительно сжатого волокна:

ж) Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны:

,

т. к. принимается отношение напряжения в бетоне от усилия обжатия и нормативных нагрузок к расчётному сопротивлению бетона для предельных состояний II группы равным 0.75.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наименее удаленной от растянутой зоны:

железобетонный плита перекрытие арматура

з) Упругопластический момент сопротивления относительно нижнего растянутого волокна:

и) Упругопластический момент сопротивления относительно верхнего растянутого волокна:

Потери предварительного напряжения арматуры

Коэффициент точности натяжения арматуры . Потери:

От релаксации напряжений в арматуре при электротермическом способе натяжения

Потери от температурного перепада между натянутой арматурой и упорами σ2=0, так как при агрегатно-поточной технологии форма с упорами нагревается вместе с изделием.

Потери от деформаций анкеров σ3 при электротермическом способе натяжения σ3 = 0, т.к. эти потери учтены при определении величины полного удлинения арматуры.

Потери от трения арматуры об огибающие приспособления σ4=0, поскольку напрягаемая арматура не отгибается.

Потери от деформаций формы σ5 = 0.

Потери от быстронатекающей ползучести σ6 определяются в зависимости от соотношения σbp/Rbp.

Усилие обжатия

Эксцентриситет усилия обжатия относительно центра тяжести сечения

Напряжение в бетоне при обжатии:

Устанавливаем значение передаточной прочности бетона из условия:

Принимаем:

Тогда отношение

Вычисляем сжимающее напряжение в бетоне на уровне центра тяжести площади напрягаемой арматуры от усилия обжатия:

Потери от быстронатекающей ползучести:

Первые потери:

С учетом первых потерь напряжение:

 ;

 — потери от усадки бетона при натяжении на упоры

Потери от ползучести бетона:

Суммарные потери, происходящие после окончания обжатия бетона — вторые потери:

Полные потери:

,

принимаем , [8], п 1.25

Усилие обжатия с учётом полных потерь:

.

Расчет по образованию трещин, нормальных к продольной оси.

Выполняют для выяснения необходимости проверки по раскрытию трещин.

Определяем момент образования трещин:

Поскольку , трещин в растянутой зоне не образуется, следовательно, расчет по раскрытию трещин не нужен.

Проверяем, образуются ли начальные трещины в верхней зоне плиты при ее обжатии.

Расчет плиты по перемещениям

Предельный прогиб:

Полное значение прогиба:

Прогиб от непродолжительного воздействия кратковременной части временной погонной нагрузки:

,

Где

При постоянной и длительной части временной погонных нагрузок, действующих продолжительно, прогиб увеличивается (увеличивается кривизна оси, снижается жесткость), т.к. проявляется ползучесть бетона сжатой зоны, что учитывается коэффициентом  — при средней относительной влажности воздуха выше 40%.

Выгиб плиты, вызванный непродолжительным действием усилия предварительного обжатия в процессе изготовления:

,

Где

Внецентренное обжатие плиты усилием P2, постоянно воздействующим на нее, способствует появления ползучести на этапе ее обжатия до загружения эксплуатационной нагрузкой. Одновременно развивается усадка. Эти процессы обуславливают приращение выгиба:

Полный прогиб:

Конструирование плиты с учётом расчёта представлено в графической части проекта.

2.  Расчет стропильной системы здания.

Расчет обрешётки (под кровлю из металлочерепицы)

Элементы и нагрузки	Нормативная нагрузка Коэффициент перегрузкиРасчетная нагрузка
Кровля из металло-черепицы, 551,15,5
Обрешётка 50×60	1,16,6
Итого	11		12,1
Снеговая	1,4181,86
Всего 140,9193,96
Человек (монтажная)	100

Коэффициент снегозадержания равен (60-30)/30=1, при угле равном 30 градусов.

. Угол наклона кровли 30 градусов. Расстояние между Осями досок обрешётки 250 мм. L=1,2 м.

на 1 погонный метр:

Первое сочетание:

;

Второе сочетание:

; p=100 кгс (человек)

Наибольший изгибающий момент:

а) для первого сочетания:

б) для второго сочетания:

Более невыгодный для расчета прочности второй случай нагружения.

Плоскость действия нагрузки не совпадает с главными плоскостями сечения бруска, поэтому брусок рассчитываем на косой изгиб.

Составляющие изгибающего момента:

Моменты сопротивления сечения:

Моменты инерции сечения:

Наибольшее напряжение:

где:

,15 — коэффициент условий работ

,2 -коэффициент надежности по материалу

При расчете по второму случаю нагружения проверка прогиба бруска не требуется, поэтому прогиб определяем только при первом сочетании нагрузок:

Прогиб в плоскости перпендикулярной скату:

Прогиб в плоскости параллельной скату:

Относительный прогиб:

Расчет стропильной ноги

Рассчитываем стропилу номер 4 (см. спецификация). 2x50x175; L=5260.

Элементы и нагрузки	Нормативная нагрузка Коэффициент перегрузкиРасчетная нагрузка
Кровля из металло-черепицы + обрешетка	11	1,1	12,1
Собственный вес стропил	1,111,11
Итого	21,1		23,21
Снеговая	1,4210
Всего 171,1233,21

Нагрузка на 1 погонный метр горизонтальной проекции стропильной ноги:

, шаг стропил 1,05 м.

Максимально изгибающий момент равен:

Момент сопротивления сечения:

Наибольшее напряжение:

Момент инерции сечения:

Относительный прогиб:

Расчет диагональной стропильной ноги

Рассчитываем диагональную стропилу номер 5 (см.спецификация). 2x50x175; L=6500.

Элементы и нагрузки	Нормативная нагрузка Коэффициент перегрузкиРасчетная нагрузка
Кровля из металло-черепицы + обрешетка + снег	159,2	1,1	175,12
Собственный вес стропил	12,5	1,1	13,75
Итого	171,7		188,87

Нагрузка на 1 погонный метр горизонтальной проекции стропильной ноги:

Максимально изгибающий момент равен:

Момент сопротивления сечения:

Наибольшее напряжение:

Момент инерции сечения:

Относительный прогиб:

Расчет стойки

Рассчитываем стойку номер 61 (см. спецификация). 100×100; L=2630.

q=193,96

— коэффициент устойчивости, принимаем равный 0,5

где:

Радиус инерции:

Расчетная длина l=2,63м

Гибкость:

Сечение стойки 100×100 выполнять из бруса или из двух досок (2×50)x100.

Список используемой литературы

1.       ГОСТ 20022.0-82-ГОСТ 20022.5-75; ГОСТ 20022.7-82-ГОСТ 20022.13-75. “Защита древесины”. Москва.

2.            СНиП ΙΙ-25-80٭. ؤهًهâےييûه êîيًٌٍَêِèè. حîًىû ïًîهêٍèًîâàيèے.

.              أًèيü ب.ج. “رًٍîèٍهëüيûه êîيًٌٍَêِèè èç نهًهâà è ٌèيٍهٍè÷هٌêèُ ىàٍهًèàëîâ. دًîهêٍèًîâàيèه è ًàٌ÷هٍ”. تèهâ. 1975 م.

.              بâàيîâ ش.آ. تîيًٌٍَêِèè èç نهًهâà è ïëàٌٍىàٌٌ. جîٌêâà 1966 م.

.              بâàيîâ آ.ہ. تîيًٌٍَêِèè èç نهًهâà è ïëàٌٍىàٌٌ (ïًèىهًû ًàٌ÷هٍà è êîيًٌٍَèًîâàيèے). تèهâ 1970 م.

6.       رïهًàيٌêèé ب.ج. «دًèىهًû ًàٌ÷هٍà ئءت».

7.            رïًàâî÷يèê ïًîهêٍèًîâùèêà. «رلîًيûه ئءت». جîٌêâà, 1959 مîن.

.              ہ.د. جàينًèêîâ. «دًèىهًû ًàٌ÷هٍà وهëهçîلهٍîييûُ êîيًٌٍَêِèé». جîٌêâà, رًٍîéèçنàٍ, 1989 مîن.

.              ث.د. دîëےêîâ. «ئهëهçîلهٍîييûه êîيًٌٍَêِèè». تèهâ, آط, 1984 مîن.

.              دًîهêٍèًîâàيèه وهëهçîلهٍîييûُ êîيًٌٍَêِèé. ءîےًêèي آ.ج.

.              آ.ح. ءàéêîâ, ف.إ. رèمàëîâ «ئهëهçîلهٍîييûه êîيًٌٍَêِèè. خلùèé êًٌَ.»

.              رحèد 2.01.07-85 «حàمًَçêè è âîçنهéٌٍâèے».

.              رحèد 2.03.01-84 «ءهٍîييûه è وهëهçîلهٍîييûه êîيًٌٍَêِèè».

ذàçىهùهيî يà Allbest.ru