Расчет плиты перекрытия с круглыми пустотами

Задание на расчетно-практическую работу по строительным конструкциям

 

Произвести расчет и конструирование следующих конструкций гражданского здания:

1. Панели перекрытия круглыми пустотами

2. Фундамента под колонну среднего ряда

Выполнить рабочие чертежи 2-х конструкций (формат А2)

Данные для расчета

 

Наименование здания -баня

Размеры в осях крайних колонн - 18 * 36 м

Количество этажей - 2

Высота этажа - 4,2

Район строительства - 3

Утеплитель -минвата

Толщина утеплителя -220 мм

Глубина заложения фундамента d - 1,60 (м)

Конструкция пола - керамический

Ширина плиты - 1,2 (м)

Состав пола:

Керамические плиты, d=10мм, r=24 кН/м3

Цементно-песчаная стяжка, d=20мм, r=18 кН/м3

Гидроизоляция из 2-х слоев рубероида по норме qn =0,1 кН/м2

Конструкция кровли (малоуклонная):

-ый слой - гравий втопленный в битум d=15мм, r=20 кН

-ой слой - 4 слоя рубероида на битумной мастике qn =0,15 кН/м2

-ий слой - цементно-песчаная стяжка, d=30мм, r=19 кН/м2

-ый слой - утеплитель - минвата 220мм

-ый слой - пароизоляция qn =0,05 кН/м2

 

Вид нагрузки	Подсчет нагрузки	Нормативная нагрузка, qn кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке gf	Расчетная нагрузка, q кН/м2
1. Постоянная: 1.1 2слоя линокрома по 4кг/м2 1.2 цем-но песчаная стяжка-25мм g=20Кн/; 1.3.; 1.4 утеплитель минвата; 1.5 пароизол; 1.6 пустотная ж/б плита	2*0,04 0,025*20   0,20*2 по нормам по норме	0,8 0,50   0,4 0,05 3,0	1,2 1,3   1,2 1,2 1,1	0,096 0,65   0,48 0,06 3,3
Итого:	-	∑gⁿ=4,47	-	∑g=4,85
2. Временная 2.1. длительная 2.2. кратковременная.	СНиП 2.01.07-85* 1,8*0,5*0,7 (1,8-0,9)*0,7	0,63 0,63	0,7 0,7	0,9 0,9
Итого:	-	∑pⁿ=1,26	-	∑p=1,8
Всего:	-	∑∑gⁿ=5,73	-	∑∑g=6,65

 

Таблица 1.2 Сбор нагрузок на 1м2 плиты перекрытия

Вид нагрузки	Подсчет нагрузки	Нормативная нагрузка, qn кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке gf	Расчетная нагрузка, q кН/м2
1. Постоянная: 1.1. ж/б плита 1.2 гидроизоляция 1.3.цементно-песчаная стяжка 1.4. керамические плиты 1.5. перегородки	по норме по норме 0,02*18 0,01*24	3 0,1 0,36 1,5 0,24 0,75	1,1 1,2 1,3 1,1 1,2 1,1	3,3 0,12 0,468 3,52 0,288 0,825
Итого:		∑gⁿ=4,45		∑g=5,001
2. Временная: 2.1. длительная 2.2. кратковременная.	СНиП 2.01.07-87* Табл.3 2 - 0,7	0,7 1,3	1,2 1,2	0,84 1,56
Итого:	-	∑pⁿ=2,0	-	∑p=2,4
Всего:	-	∑∑pⁿ=6,45	-	∑∑p=7,4

 

Таблица 1.3. Сбор нагрузок на колонну среднего ряда 1 этажа

Вид нагрузки	Определение нагрузки	Нормативная, кн/м3	gfср	Расчетная
1. Покрытия 1.1.полная нормативная 1.2.расчетная длительная 1.3. расчетная кратковременная	5,73*1 *36 (4,85+0,9)*36 0,9*36*1	206,28	207	32,4
2. Перекрытие 2.1.полная нормативная 2.2. расчетная длительная 2.3.расчетная кратковременная 3.Колонны 3.1.нормативная 3.2.расчетная 4.Ригели 4.1нормативная 4.2расчетная	6,45*36*1 (5,001+0,84)*36*1 1,56*36*1 0,3*0,3*4,2*25*1 18,9*1,1 0,3*0,45*6*25*2 40,5*1,1	232,2 18,9 40,5	210,27 20,79 44,55	56,16
Всего		497,88	482,61	88,56

 

gf*=7.44/6,13=1,21

gf**=7,392/6,446=1,15

 

Расчет плиты перекрытия с круглыми пустотами

 

Для изготовления плиты приняты следующие материалы:

Бетон класса прочности В20 с коэффициентом условия работы бетона gb=0,9;

Напрягаемая арматура класса АIV;

Поперечная арматура класса ВрI;

Конструктивная арматура класса ВрI и АIII;

Строповочные петли из арматуры класса АI;

Способ натяжения арматуры - электротермический;

Номинальная ширина плиты 1,2 м.

 

Статический расчет плиты

 

Плита рассчитывается как свободно опертая однопролетная балка, загруженная равномерно - распределенной нагрузкой.

Схема опирания плиты

 

Расчетный пролет плиты

 

=5660-115=5565мм

где, Lоп - длина опирания плиты (Lоп=115 мм)

Lk - конструктивная длина плиты (Lк=5680мм)

Расчетная погонная нагрузка.

 

q\=q*BH=7,04*1,2=8,44 кН/м2,

 

где q - расчетная нагрузка на1м2 плиты покрытия или перекрытия (таб. 1.1 или 1.2 - наибольшее значение)

BH - номинальная ширина плиты.

 

Расчетная схема.

Определение максимального изгибающего момента и поперечной силы на опоре

Максимальный изгибающий момент

 

                (2.1)

 

Поперечная сила

 

                  (2.2)

 

Толщина крайнего ребра

tкр=((bк-30)-dпус*n=((1190-30)- 159*6=206 мм,

 

где nпус - количество пустот

 

 

 

Расчетное сечение плиты - тавровое.

Ширина полки тавра bf\=bK-2*15=116 см

Ширина ребра тавра b=bf\-(d*nпус)=21 см

Высота полки тавра hf\=(h-d)/2=3 см

Величина защитного слоя aз=3 см

Рабочая высота сечения h0=h-a=19 см

h=22 см

 

Случай расчета таврового сечения.

Устанавливаем расчетный случай (определяем граничный момент)

баня фундамент кровля колонна

        (2.3)

М=64,00кНм<65,64кНм

 

Следовательно, применяется первый случай расчета таврового сечения.

Табличные коэффициенты

 

А0=М/(Rb* b,f *h02)

А0=64,00*102/1,035*116*192=0,14

x=0,07, λ=0,96

x=0,07≤ ξR =0,415;

 

Коэффициент γs6 определяется по формуле

 

γs6=λ-(λ-1)*(2ξ/ξr-1) λ

 

где λ=1,2- для арматуры класса АIV

ξR =0,415

 

γs6=1,2-(1,2-1)*(2*0,07/0,415-1)=1,26>1,2 принято γs6=1,2

 

Площадь напрягаемой арматуры определяется по формуле:

 

= M/(Rs* γs6 *h0* λ) (2.6)

= 64,00*102/(51*1,26 *19*0,965)=5,43 см2

Увеличиваем площадь арматуры на 30%, т.к. в дальнейшем расчеты по трещиностойкости и деформации не производим.

 

Аsp=1,3*5,43=7,05 см2

 

Принята арматура 5ø14АIV; Asp=7,68 см2

 

Расчет строповочной петли

 

Вес плиты

 

Gпл=Вн*Lk*q                   (2.12)

Gпл=1,2*5,68*3=20.44 кН

 

где q - собственный вес 1м2 плиты без конструкции пола.

Нагрузка на одну петлю

N=Gпл*kg/n                      (2.13)

N=20,44*1,5/3=10,22

 

где kg=1,5 - коэффициент динамичности (СНиП2);

n - количество петель (условно принимаем 3 петли).

N=10,22кН

Площадь арматуры

= N/(Rsw*gs1*gs2)                     (2.14)=10,22/22,5*0,8*0,6= 0,94 см2

 

где gs1=0,8; gs2=0,6 (по СНиП 2.03.01-89*) -коэффициенты условия работы

Принимаем строповочную петлю диаметром Æ 12 AI с As= 1,131 см2.

 

Предварительно определяем площадь подошвы фундамента

 

;               (4.1)

Афтр=497.88/(240-20*1,6)=2,40 м2

 

=20кН/м3 - осредненная плотность грунта и бетона

Принимаем квадратную форму подошвы фундамента аф=bф, тогда

 

=1,54 м

 

Предварительно принимаем аф=bф=1,6 м

 

Конструирование фундамента

 

Высота ступеней принята 300 мм

 

 

Количество ступеней - 1

Ширина обреза - 900 мм

 

Литература

 

1. СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР 1987 г. (с изменениями 29 мая 2003 г.).

2. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой СССР - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989 г.

.   СНиП 2.02.01-83 Основание зданий и сооружений / Госстрой СССР.-М.: Стройиздат, 1985 г.

.   СНиП II-3-79** Строительная теплотехника / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986 г.

.   Доркин В.В., Добромыслов А.Н. Сборник задач по строительным конструкциям: Учебник для техникумов. - М.: Стройиздат, 1986г.

.   Цай Т.Н., Бородич М.К., Мандриков А.П. т.1 Строительные конструкции - М.: Стройиздат, 1984г.

.   Цай Т.Н. т.2 Строительные конструкции - М.: Стройиздат, 1985г.

Задание на расчетно-практическую работу по строительным конструкциям

 

Произвести расчет и конструирование следующих конструкций гражданского здания:

1. Панели перекрытия круглыми пустотами

2. Фундамента под колонну среднего ряда

Выполнить рабочие чертежи 2-х конструкций (формат А2)

Данные для расчета

 

Наименование здания -баня

Размеры в осях крайних колонн - 18 * 36 м

Количество этажей - 2

Высота этажа - 4,2

Район строительства - 3

Утеплитель -минвата

Толщина утеплителя -220 мм

Глубина заложения фундамента d - 1,60 (м)

Конструкция пола - керамический

Ширина плиты - 1,2 (м)

Состав пола:

Керамические плиты, d=10мм, r=24 кН/м3

Цементно-песчаная стяжка, d=20мм, r=18 кН/м3

Гидроизоляция из 2-х слоев рубероида по норме qn =0,1 кН/м2

Конструкция кровли (малоуклонная):

-ый слой - гравий втопленный в битум d=15мм, r=20 кН

-ой слой - 4 слоя рубероида на битумной мастике qn =0,15 кН/м2

-ий слой - цементно-песчаная стяжка, d=30мм, r=19 кН/м2

-ый слой - утеплитель - минвата 220мм

-ый слой - пароизоляция qn =0,05 кН/м2

 

Вид нагрузки	Подсчет нагрузки	Нормативная нагрузка, qn кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке gf	Расчетная нагрузка, q кН/м2
1. Постоянная: 1.1 2слоя линокрома по 4кг/м2 1.2 цем-но песчаная стяжка-25мм g=20Кн/; 1.3.; 1.4 утеплитель минвата; 1.5 пароизол; 1.6 пустотная ж/б плита	2*0,04 0,025*20   0,20*2 по нормам по норме	0,8 0,50   0,4 0,05 3,0	1,2 1,3   1,2 1,2 1,1	0,096 0,65   0,48 0,06 3,3
Итого:	-	∑gⁿ=4,47	-	∑g=4,85
2. Временная 2.1. длительная 2.2. кратковременная.	СНиП 2.01.07-85* 1,8*0,5*0,7 (1,8-0,9)*0,7	0,63 0,63	0,7 0,7	0,9 0,9
Итого:	-	∑pⁿ=1,26	-	∑p=1,8
Всего:	-	∑∑gⁿ=5,73	-	∑∑g=6,65

 

Таблица 1.2 Сбор нагрузок на 1м2 плиты перекрытия

Вид нагрузки	Подсчет нагрузки	Нормативная нагрузка, qn кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке gf	Расчетная нагрузка, q кН/м2
1. Постоянная: 1.1. ж/б плита 1.2 гидроизоляция 1.3.цементно-песчаная стяжка 1.4. керамические плиты 1.5. перегородки	по норме по норме 0,02*18 0,01*24	3 0,1 0,36 1,5 0,24 0,75	1,1 1,2 1,3 1,1 1,2 1,1	3,3 0,12 0,468 3,52 0,288 0,825
Итого:		∑gⁿ=4,45		∑g=5,001
2. Временная: 2.1. длительная 2.2. кратковременная.	СНиП 2.01.07-87* Табл.3 2 - 0,7	0,7 1,3	1,2 1,2	0,84 1,56
Итого:	-	∑pⁿ=2,0	-	∑p=2,4
Всего:	-	∑∑pⁿ=6,45	-	∑∑p=7,4

 

Таблица 1.3. Сбор нагрузок на колонну среднего ряда 1 этажа

Вид нагрузки	Определение нагрузки	Нормативная, кн/м3	gfср	Расчетная
1. Покрытия 1.1.полная нормативная 1.2.расчетная длительная 1.3. расчетная кратковременная	5,73*1 *36 (4,85+0,9)*36 0,9*36*1	206,28	207	32,4
2. Перекрытие 2.1.полная нормативная 2.2. расчетная длительная 2.3.расчетная кратковременная 3.Колонны 3.1.нормативная 3.2.расчетная 4.Ригели 4.1нормативная 4.2расчетная	6,45*36*1 (5,001+0,84)*36*1 1,56*36*1 0,3*0,3*4,2*25*1 18,9*1,1 0,3*0,45*6*25*2 40,5*1,1	232,2 18,9 40,5	210,27 20,79 44,55	56,16
Всего		497,88	482,61	88,56

 

gf*=7.44/6,13=1,21

gf**=7,392/6,446=1,15

 

Расчет плиты перекрытия с круглыми пустотами

 

Для изготовления плиты приняты следующие материалы:

Бетон класса прочности В20 с коэффициентом условия работы бетона gb=0,9;

Напрягаемая арматура класса АIV;

Поперечная арматура класса ВрI;

Конструктивная арматура класса ВрI и АIII;

Строповочные петли из арматуры класса АI;

Способ натяжения арматуры - электротермический;

Номинальная ширина плиты 1,2 м.

 

Статический расчет плиты

 

Плита рассчитывается как свободно опертая однопролетная балка, загруженная равномерно - распределенной нагрузкой.

Схема опирания плиты

 

Расчетный пролет плиты

 

=5660-115=5565мм

где, Lоп - длина опирания плиты (Lоп=115 мм)

Lk - конструктивная длина плиты (Lк=5680мм)

Расчетная погонная нагрузка.

 

q\=q*BH=7,04*1,2=8,44 кН/м2,

 

где q - расчетная нагрузка на1м2 плиты покрытия или перекрытия (таб. 1.1 или 1.2 - наибольшее значение)

BH - номинальная ширина плиты.

 

Расчетная схема.

Определение максимального изгибающего момента и поперечной силы на опоре

Максимальный изгибающий момент

 

                (2.1)

 

Поперечная сила

 

                  (2.2)