Расчёт многопустотной плиты перекрытия

1.1 Устанавливаем расчетную схему. Плита рассчитывается как однопролетная, свободноопертая балка, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой. 1.1.1 Определение конструктивной длины плиты. – длина плиты; – конструктивная длина плиты; – расчетный пролет плиты. = -300/2*2-2*5-2*20 1.1.2 Определение расчетного пролета плиты. = -300/2*2-2*5—2*20-(127,5-20)/2*2 1.1.3 Определяем величину равномерно распределенной нагрузки: q = q₁*b 1.2.Определение расчетных усилий. Максимальный изгибающий момент: M_sd=(q*L²_ef)/8= [кН*м]Максимальная поперечная сила: V_sd=(q*L_ef)/2= [кН]. 1.3. Материалы. Определяем расчетное сопротивление бетона на сжатие: f_ck= МПа - табл. 6.1 СНБ 5.03.01-02;f_cd=f_ck/γ_c= [Н/мм]γ_c=1,5Определяем расчетное сопротивление арматуры f_yd = [МПа] -табл. 6.5 СНБ 5.03.01-02 1.4. Приведение поперечного сечения плиты с круглыми отверстиями к эквивалентному тавровому сечению b=B-2*5= [мм]; b_f’=В-2*15= [мм]; В/200= [пустот]Площадь прямоугольного отверстия должна быть примерно ровна площади круглого отверстия.а=0,9*d=0,9*159=143мм; b_w=b_f’-n*a= [мм]; h_f’=(h-a)/2= [мм] 1.5.1 Определение положения нейтральной оси. Если х ≤ h_f' и М_sd ≤ M_rd, то нейтральная ось проходит в пределах полки (первый случай расчета).Если х > h_f' и М_sd > M_rd, то нейтральная ось проходит по ребру (второй случай расчета). Принимаем величину защитного слоя бетона с = 25мм. Определяем рабочую высоту сечения: d = h-c; – расчетная высота сечения, h – высота сечения. Определяем область деформации: x = h_f' ζ = β = h_f'/d По таблице 6.7 -СНБ 5.03.01-02 определяем область деформирования - область I_б По таблице 6.6-СНБ 5.03.01-02 определяем коэффициент α_m = 1.14 ζ-0.57 ζ²-0.07 Определяем момент, воспринимаемый полкой:М_rd = α_m * α * f_cd * b_f'*d²= [кН*м] М_sd ≤ M_rd 1.5.2 Определяем требуемую площадь сечения рабочей арматуры. A_st=M_sd/ f_yd * η*d; Определяем α_m=M_sd/α * f_cd * b_f'*d² По таблице 6.7 -СНБ 5.03.01-02 определяем коэффициент η и α_{mlim :} α_m < α_mlim Принимаем Ø S ГОСТ A_st= мм².Рабочие стержни располагаются в ребрах, в сетке С₁. Монтажные поперечные стержни принимаем конструктивно из условий сварки по таблице соотношения между диаметрами продольной и поперечной арматуры.

Принимаем Ø S ГОСТ с шагом мм. 1.6. Расчет плиты по наклонным сечениям на действие поперечных сил. ;

Определяем коэффициентармирования:

Определяем расчетное сопротивление бетона растяжению ;

Диаметр стержней каркаса в продольном и поперечном направлении принимаем

S₁ = 1/2h; Сетка С₂- арматура в продольном и поперечном направлении принимается из конструктивных соображений Ø S ГОСТ с шагом мм. 1.7. Расчет плиты на монтажное усилие. При расчете учитывается только собственный вес плиты Определяем опорный момент, воспринимаемый сеткой С₂ M_sd,оп=q_св* l ²/2= [кН*м] = [кН/м] (t_пр=0,12; b_k=1.49) В верхней сетке в продольном направлении расположены стержни.Определяем необходимое количество арматуры на восприятие отрицательного момента Защитный слой принимаем С=20мм, тогда рабочая высота: d=h-c; f_yd= Н/мм² A_st=M_sd,оп/0,9* f_yd *d= мм², 1.8 Расчет монтажных петель. Для монтажных петель принимается мягкая сталь S240. Определяем расчетное сопротивление арматуры по таблице 6.5 СНБ 5.03.01-02 f_yd=218Н/мм² Требуемая площадь одной монтажной петли определяем по формуле:A_st=P/3f_yd; P=Vc* * ;

По сортаменту стали принимаем петли Ø10 S240 А_st= мм²

50.Ж/б колонны, типы колонн, минимальный и максимальный процент армирования. Колонной называется вертикальный стержень работающий на сжатие и передающий давление на фундамент или на ниже лежащие части сооружения. Колонна состоит из 3 частей: ствол (стержень), оголовок, башмак(база). Колонны широко применяются во всех видах сооружений. Классификация: 1) По схеме работы: Центрально-сжатые, внецентренно-сжатые 2) По методу изготовления: сборные(min попер-ое сеч-е 300*300мм), монолитные(min р-р 250мм). 3) По типу попер-го сечения: квадратное, круглое, многогранное - центральносжатые, прямоугольные – внецентренносжатые. Если колонна внецентренносжатая, то ее необходимо развивать в сторону действия момента. По виду армирования: 1) С гибкой продольной арм-ой. Ø определяется расчетом и принимается в сборной колонне от16 до 40мм. Min Ø монол-ой колонны 12мм, класс раб. арм-ры-S400, S500, расстояние м/ж стержнями должно быть не более 400мм. Если расст-ие больше 400мм в каркасе ставится дополн-ый стержень диаметром не менее 12мм. Колонны с гибкой арм-ой могут иметь: а)сварной или б)вязаный каркас. а) расст-ие м/ж попер-ми стержнями(S) в сварном каркасе при расчетном сопротивлении(fyd) ≤ 400 Н/мм2 - S≤20d≤500мм, при fyd > 450 Н/мм2 - S≤15d≤500мм. Ø попер-ой арм-ры в сварном каркасе опред-ся согласно таблице соотношения прод-ой и попер-ой арм-ры из условии сварки и не менее 14мм. Соединительные стержни принимаются такого же Ø как и попер-ая арм-ра и ставятся с таким же шагом. б) Ø попер-ой арм-ры в вязаном каркасе приним-ся не менее 0,25d, где d- Ø прод-ой раб-ей арм-ры, не менее 5мм и не более 12мм. Шаг хомутов при расчетном сопротивлении(fyd) ≤ 400 Н/мм2 - S≤15d≤400мм, при fyd > 450 Н/мм2 - S≤12d≤400мм. Класс арм-ры попер-ых стержней для сварных и вязаных каркасов приним-ся S240 или S500. Еслт насыщенность арм-ры в колонне >5% шаг попер-ой арм-ры S≤10d≤300мм. 2) Колонны с жесткой прод-ой арм-ой – эти колонны прим-ся, когда необходимо загрузить колонну сразу после ее бетонирования. 3) Колонны с косвенной арм-ой. В этих колоннах рабочая, продольная и попер-ая арм-ра распол-ся в виде сеток и спиралей. Процент армирования ρ% = Astot/b*h *100%. ρ%min=0.3%≤ ρ%≤ ρ%max=5%.

51. Определение шага и диаметра хомутов из конструктивных соображений для изгибаемых железобетонных элементов. Диаметр поперечной арматуры хомута в вязанном каркасе принимается не менее 0,25d, где d – диаметр рабочей продольной ар­матуры, не менее 5 мм и не более 12 мм; шаг хомутов при расчетном сопротивлении fyd ≤ 400 Н/мм2, S ≤ 15d ≤ 400 мм, при fyd ≤ 450 Н/мм2, S ≤ 12d ≤ 400 мм.

52. Сущность предварительно-напряженного железобетона. Материалы для предварительно-напряженных элементов. Предварительно-напряженными называют такие железобетонные элементы, в которых в процессе изготовления, т.е. до приложе­ния нагрузок, искусственно создается внутреннее напряженное состояние, заключающиеся в значительном обжатии бетона, дос­тигаемым чаше всего растяжением арматуры. Применение: предварительное напряжение применяют в элементах, в бетоне которых при эксплуатации возникают растягиваю­щие напряжения. Например, в элементах работающих на осевое внецентренное растяжение, изгибаемых, внецентренно-сжа­тых элементах. Преимущества:- предварительное напряжение в 2-3 раза повышает трещиностойкость и жесткость конструкции;- позволяет увеличивать пролеты и значительно уменьшать поперечные сечения железобетонных элементов;- расход арматуры снижается на 30-70%. Недостатки:- более высокая трудоемкость изготовления;- необходимость в специальном оборудовании;- Высокая квалификация рабочих. Материалы для предварительно- напряженных конструкций: 1. Применение проволочной арматуры: - не ниже С25/30 (без анкеров); - при наличии анкеров не ниже С16/20. 2. При применении стержневой арматуры (без анкеров) – С25/30. Для напрягающих бетонов значение нормативных и средних сопротивлений осевому растяжению, установленные в табл. 6.1 (СНБ), следует умножать на поправочный коэффициент = 1,2. В качестве напрягаемой арматуры предварительно-напряженных конструкций следует применять стержни и канаты классов S 800, S 1200, S 1400. По способу производства арматуры может быть горячекатаной, термомеханически упрочненной и холоднодеформированной. Расчетное сопротивление напряжения арматуры: f_o2d = f_o2k/γ_s = 1,2. Способы создания предварительного напряжения. Предварительное напряжение создается на упоры до бетонирования и на бетон после его твердения. При натяжении арматуры на упоры следует учитывать:- Первые потери – от деформации анкеров, трения арматуры об приспособления, от релаксации напряжений в арматуре, темпера­турного перепада, деформации форм (при натяжении арматуры на формы), от быстро истекающей формы ползучести бетона.- Вторые потери – от усадки и ползучести бетона. Существует два вида натяжения: - Механическое – арматуру натягивают домкратами, лебедками и закрепляют ее в напряженном состоянии.- Электротермическое – через арматуру пропускают электрон, арматура нагревается и расширяется, в нагретом виде ее закрепляют.После натяжения в опалубку заливают бетон, по достижению им 100% прочности выпуски арматуры обрезают.

Способы натяжения на бетон. Применяют в условиях строительной площадки. Например, при перевозке слабоармируемых длинноразмерных конструкций их расчленяют и перевозят частями. В нижнем поясе создаются отверстия на 2-3 мм больше, чем площадь запроектированной арматуры. После натяжения арматуры туда под давлением подают цементно-песчаный раствор.

Следует учитывать:- Первые потери – от деформации анкеров, трения арматуры о стенки каналов или поверхность бетона конструкции.- Вторые потери – от релаксации напряжений в арматуре, усадки и ползучести бетона, деформации стыков между блоками (для конструкций состоящей из блоков).

54. Защитный слой бетона. Это расстояние от грани арматуры до грани бетона. Применяют из условий защиты арматуры от коррозии, воздействия огня и обеспечения ее совместной работы в бетоне. В зависимости от классов по условиям эксплуатации минимальный размер защитного слоя бетона таблица 11.4 СНБ 5.03.01-02. Толщина защитного слоя не должна быть менее: 1. диаметра арматуры (рабочего); 2. максимального размера заполнителя. Для фундаментов: 1. при отсутствии бетонной подготовки 80 мм; 2. при наличии бетонной подготовки – 45 мм; 3. из сб. ж/б – 45 мм.

55.Основания. Виды оснований. Основание – массив грунта, воспринимающий передаваемую на нег нагрузку от сооружения и испытывающий при этом напряжения и деформации. Различают 2 вида оснований: естественное и искусственное. Естественное – это основание, которое можно загружать без какой-либо сложной предварительной подготовки. Если передаваемое давление принятого фундамента несколько велики и несущей сп-ти основания недостаточно, и увеличить подошву ф-та невозможно, то такие грунты для данного сооружения наз-ся слабыми. Использовать слабые грунты в качестве основания можно только повысив их несущую сп-ть, предварительной спец. обработкой. Такое основание наз. искусственным. Применение искусственного основания должно обосновываться технико-экономическими показателями.

56.Ф-ты неглубокого заложения. Их классификация. Ф-нт – это часть сооружения, расположенная ниже поверхности земли и предназначенная для передачи нагрузки от сооружения на его основание. Ф-ты д.б. прочны, долговечны, устойчивы против мороза и агрессивной среды. Основные типы конструкций ф-та: -ленточный под стену, -ленточный с фундаментной балкой под стену, -одиночный ж/б под колонну, -ж/б ленточный под ряд колонн Классификация: 1. По глубине заложения подошвы ф-та: -мелкого(неглубокого), -глубокого заложения. Ф-ты, с глубиной заложения подошвы до 5-6м считаются – мелкого заложения, при > - глубокого. 2. По характеру работы под нагрузкой: -жесткие, -гибкие. Жесткие расчитываются только на восприятие напряжения сжатия. Гибкие ф-ты работают на изгиб и испытывают растягивающее и стягивающее напряжение. 3. По конструктивной форме: -отдельные(столбчатые) м.б. со стаканами и бесстаканными. Устанавливаются под колоннами, углами зданий, опорами рам балок, ферм; -ленточные – выполняют в виде непрерывных параллельных или пересекающихся лент под всеми протяженными несущими конструкциями, стенами; -сплошные – располагают под всем сооружением в виде ребристой или гладкой плиты; -массивные – в виде сплошного массива кладки. Устраивают оюычно под отдельно стоящими тяжело нагруженными опорами или сооружениями(машинами, мачтами, башнями); -смешанные – сочетание ленточного или сплошного ф-та со столбчатым; -свайные ф-ты – состоят из одиночного куста и рядов свай, объединенных по верху плитой на которую распределяется нагрузка от сооружения. 4. По материалу тела: -кирпичная; -бутовые; -бутобетонные и ж/б; -для свайных ф-тов в отдельных случаях применяют сталь в виде труб, двутавров или др. профилей; -во временных постройках иногда устраивают деревянные фундаменты из древесины хвойных пород. 5. По методу изготовления: -монолитные; -сборные.(при ширине подошвы b<=2.1-сборные, b>2.1м-монолитные.

57.Расчет основания столбчатых ф-тов. Расчет производим на нормативную нагрузку. 1. Опр-м нормат. нагрузку на ф-нт: N_sdⁿ=N_sd/γ_f(кН); 2. Опр-м предварительные размеры подошвы фундамента: А_ф=N_sd/(R₀-γ_cp*d) (м²) R₀-расчетное сопротивл-е грунта опр-м по СНиП 2,02,01-83 b=√A_ср(м); 3. Вносим поправку на ширину подошвы и глубину заложения фундамента: d=1,25м<2м; R=R₀[1+k₁((b-b₀)/b₀]× (кПа); 4. Опр-м окончательные размеры подошвы фундамента: А_ф=N_sd/(R₀-γ_cp*d) (м²) R₀-расчетное сопротивл-е грунта опр-м по СНиП 2,02,01-83 b=√A_ср(м); 5. Определяем среднее давление под подошвой фундамента:P_cp=Nⁿ_sd/A+γ_cp*d (кПа); 6.Опр-м расчетное сопрот. грунта под подошвой ф-та: R=γ_c1*γ_c2/k*[M_yk_z*b*γ_II+M_q*d*γ_II^’+M_c*C_II]=(кПа); Угол внутреннего трения опр-м по СНиП 2.02.01-83 стр27 т.1 φ; С_II=C_n; M_y M_q M_c- опр-м по СНБ 5.01.01-99 т.В2 стр35;

P_cp≤R, Проверяем процент армирования ((R-P_cp)/R)*100%

59Расчет и конструирование ж/б фундаментов столбчатого типа. Размеры тела фундамента и армирование тела фундамента опр-ся расчетом. В подошве фундамента устр-ся рабочая арматура по расчету. Сетка имеет рабочую арматуру в двух направлениях. Минимальный диаметр арматуры (рабочей) в фундаменте 10мм. Шаг арматуры min=100, max=200. Min толщина стенки 200 (в отдельных случаях 175), размеры расстояния от обреза фундамента до колонны 75, понизу 50. от низа стакана до колонны 50. Защитный слой бетона для арматуры для монолитных фундаментов: -лежащих непосредственно на грунте без полготовки-80; при сухих песчаных, а также при наличии подготовки -45. При выполнении фундаментов из сборного ж/б-45. Из конструктивных требований армируются стенки стакана сетками. D стержней сеток принимается ø8S240 ГОСТ 5781 по конструктивным соображениям. Шаг сеток max=150мм. Для того что бы эти сетки были правильно расположены, ставятся отдельные стержни. Диаметр отдельных стержней принимается по конструктивным соображениям ø10S240 ГОСТ 5781. расчет тела фундамента состоит из двух частей: расчет основания и расчет тела фундаментов. Расчет тела фундамента на прочность:Сечение I-I – по грани колонны; II-II – где изменяется высота; III-III – сечение в месте пересечения с арматурой под углом 45^о.Принимаем материалы фундамента – бетон и арматуру. Определяем f_ctd, для этогоf_ctm/1,5. Oпределяем f_yd. Назначаем защитный слой бетона с=50мм. Определяем расчетную высоту в сечении I-I; II-II; III-III. Определяем давление грунта под подошвой фунд-та:P_гр=N_sd/A+γ_ср*γ_d*d. Производим проверку прочности на действие поперечной силы в сечении II-II и III-III. Прочность будет обеспечена если выполняется условие V_sd≤ V_rd,ct. V_sd=l_k*b* P_гр; V_rd,ct=η_с3*b*d* f_ctd. Если условие соблюдается, то прочность в сечении обеспечена. Определяем требуемую площадь рабочей арматуры. Определяем изгибающие моменты в сечении I-I и II-II. M_sd,I-I=0,125* P_гр* *(b-h_col)²*b; M_sd,II-II=0,125* P_гр*(b –b₁)²*b. Определяем требуемую площадь рабочей арматуры в сечении I-I и II-II. A_st,I-I=M_sd,I-I/(η*d₁* f_yd); A_st,II-II= M_sd,II-II/(η*d₂*f_yd). По большему значению требуемой площади по сортаменту арматурной стали принимаем 11ø 14S500 ГОСТ 10884 A_st=1693мм² в одном направлении и в другом направлении (то же). Из конструктивных требований стенка стакана армируется сетками ø8S240 ГОСТ 5781. Арматура для монтажных петель принимается мягкая пластичная класса S240 ГОСТ 5781. По таб. 6.5 определяем f_yd. Определяем объем бетона. Определяем вес фундамента. Р=V_c*ρ*γ_f*γ_k. Определяем площадь арматуры: A_st= Р/(3*f_yd).