Приложения включают таблицы, графики, рисунки, дидактические материалы, иллюстрации, рабочие чертежи, раздаточные и другие материалы.

Каждое Приложение начинается с новой страницы (счет страниц продолжается после списка используемых источников).

Формулировка задания:

Произвести расчет и конструирование пустотной плиты перекрытия (покрытия) без предварительного напряжения арматуры согласно типовой серии 1.141 выпуск 60 в соответствии с заданием по исходным вариантам (приложение 7)

 

                                      1 Описание конструкции (выполняется самостоятельно)

                                        2 Расчетная часть

2.1 Сбор нагрузок

Составляем в табличной форме для постоянных и временных нагрузок                                                               

Перекрытие пола 1ого этажа  (пример)                              Таблица 2.1

Наименование слоя	Плот ность, кг/м^3	Подсчет нагрузки	Норма-тивная нагруз-ка, кПа	Коэффи-циент надеж-ности по нагрузке, γƒ	Расчетная нагруз-ка, кПа
Линолеум	1100	1100*10*0,004	0,044	1,3	0,057
ДСП	800	800*10*0,016	0,128	1,2	0,154
Пароизоляция			0,03	1,3	0,039
Цементно-песчаная стяжка	1800	1800*10*0,03	0,54	1,3	0,702
Гидроизоляция			0,03	1,3	0,039
Плита перекрытия			3,2	1,1	3,84
Итого:			3,97		4,83
Временные нагрузки
Нагрузка на перекрытие		табл.3 СНиП 2.01.07-85	1,5	1,2	1,8
Нагрузка от перегородок		п. 3.6 СНиП 2.01.07-85	0,5	1,1	0,55
Итого:			2,0		2,35
Всего:			5,97		7,18

 

 

Перекрытие междуэтажное чердачное (пример)                    Таблица 2.2

Наименование слоя	Толщина слоя, м	Плот ность, кг/м^3	Подсчет нагрузки	Норма-тивная нагруз-ка, кПа	Коэффициент надежности по нагрузке, γƒ	Расчетная нагруз-ка, кПа
Ламинат	0,01	800	800*10*0,02	0,08	1,2	0,1
Прослойка из мастики			0,003*10	0,03	1,3	0,04
Гидроизоляционная прослойка				0,03	1,3	0,04
Цем.-песчаная стяжка	0,04	1800	0,04*1800*10	0,72	1,3	0,94
Утеплитель «Пеноплекс»	0,12	150	0,12*150*10	0,18	1,3	0,23
Монолитная плита	0,14	2500	2500*10*0,14	3,5	1,1	3,85
q^рчерд=5,2 кПа
Временные нагрузки
Нагрузка на перекрытие			табл.3 СНиП 2.01.07-85	1,5	1,2	1,8
Нагрузка от перегородок			п. 3.6 СНиП 2.01.07-85	0,5	1,1	0,55
Всего:∑q^рчерд=7,55 кПа

 

2.2  Устанавливаем конструктивную схему и определяем расчетный пролет плиты

 l₀= L – 2 _* 10 – (200-10)/2 – (200 -10)/2 =       ,мм

Рисунок 2.1

2.3  Определяем расчетную нагрузку на рабочую площадь плиты

q^р  = …..кн /м² (из таблицы 2.1 или 2.2)

2.4  Определяем расчетные сопротивления для бетона R_b и арматуры R_s

 

 

2.5  Статический расчет для пустотной плиты ПК (пример)

Рисунок 2.2

2.5.1 Определяем расчетное сечение плиты, заменяя реальное трапециевидное сечение на тавровое и круглые отверстия квадратными,  как показано на рисунке 2.2.

- высота плиты       h=22 см;

- задавшись расстоянием от центра тяжести арматуры до крайнего растянутого волокна бетона (защитный слой) а = 3см, определяем расчетную высоту h₀=h-а=22-3=19 см                     

- ширина плиты      b_n = b_пk – 10 мм

- ширина ребра       b=b_п - n* d_отв =1190-6*159 = 236мм = 23,6 см

- ширина полки       b_f¹=b_n - 2*15=1190-30 = 1160 мм = 116 см

- высота полки             h_f ¹= (h – d_отв)/2 =(22-15,9)/2 = 3,05 cм

2.5.2  Определяем расчётную длину плиты

Для плиты длиной 3 метра расчетная длина равна

L₀=3000-10-200/2-200/2=2790мм=2,79м (см. п.2.2)

2.5.3  Определяем нагрузку на 1 п.м. плиты q = q (m²) _* γ_{n *} 1,0, кн/м

  7,18*0,95*1,2 = 8,19 кН/м

Расчетная схема плиты – шарнирно опертая балка с равномерно-распределенной нагрузкой.

2.5.4 Определяем максимальный изгибающий момент

= 8,19*(2,79)²/8=7,97 кН*м

Определяем максимальное перерезывающее усилие, действующее на опорах

= 8,19*2,79/2=11,43 кН

  2.5 5 Класс бетона для пустотных плит принимаем В20 (от В15 и выше)

       Расчетное сопротивление  R_b = 11,5 МПа =1,15кН/см²; R_bt=0,09 кН/см²

       Арматура класса А-II, имеет расчетное сопротивление

       R_s = 280 МПа=28 кН/см² - рабочая арматура

 

2.5.6 Определяем расчётный случай таврового элемента, найдя максимальный момент для сжатого сечения, равного площади полки:

M_f =1,15*116*3,05(19-0,5*3,05)= 7110 кн*см =71,1 кн*м

Т.к. М_max = 7,97 кн*м < M_f =71,1 кн*м имеем 1 расчетный случай

                                 

2.5.7   Определяем значение коэффициента А₀ для 1-го случая

А₀ = 797,3/ 1,15*0,9*116*19² = 0,019 < A_0R = 0,439

A_0R – граничное значение коэффициента

               (табл.7.6 стр.215 Сетков В.И.)

Т.к. А₀  < A_0R нет необходимости изменять размеры сечения или класс материала

 

2.5.8   Определяем требуемую площадь рабочей арматуры

А_s = M_max / ή h_o R_s

А_s = 797,3/ 0,99*19*28 = 1,57 см²

η = 0,99 по таблице 7.5 стр.214  Сетков В.И.

2.5.9  По сортаменту определяем диаметр и количество стержней рабочей     арматуры

4 стержня диаметром d_s = 8мм А_s= 2,01 см²

2.5.10 Определяем коэффициент армирования сечения:

μ = А_s*100/ b*h₀ %

μ = 2,01*100/23,6*19 = 0,45% >μ_min=0,05% (оптимально 0,3 – 0,6%)

2.5.11 Определяем диаметр поперечных стержней не менее 6 мм, принимаем 4 стержня диаметром 6 мм

2.5.12  Определяем количество и диаметр арматурных стержней   

        монтажной арматуры А¹_s=0,1*A_s = 0,1* 2,01 = 0,20см²  

        (диаметр не меньше 4 мм)

        Принимаем d_s^| = 6мм 

2.5.13 Окончательно назначаем толщину защитного слоя из условия   

         h_min= 15 мм 

         h_min= (a – d_s/2 – d_sw)

2.5.14  Конструирование поперечного сечения плиты

 

Рисунок 2.3

2.5.15 Построение расчетной схемы нагружения плиты и эпюр

  изгибающих моментов и поперечных сил

 

2.6 Проверка жесткости плиты заключается в определении  прогиба плиты и сравнения с допустимым:

  2.6.1 Находим момент инерции

           I_x= b*h₀³ /12 = 23,6*19³/12 = 13523,66 см⁴ 

 

  2.6.2 Максимальный прогиб

           f_max = 5*q* L_o⁴/ 384*E*I_x = 5*0,0819*279⁴/384*2300*13523,66 =

                =  0,18 см   

                  Модуль упругости для бетона Е=2300 кН/см²

  2.6.3 Допустимый прогиб

           [ f ]=L_o/150= 279/150 = 1,86см > 0,18 см (для плиты длиной до 3 м)   

            (при L >3метров [ f ]=L/200)

  Величина прогиба находится в пределах допустимого

2.7 Проверка прочности сечения по наклонной трещине

Q_max = 11,43≤ Q_b,min = 0,6(1+φ_f)R_bt γ_b2bh_o = 0,6(1+0,47)0,09*0,9*23,6*19=

         =32,03кН

  где φ_f = 0,75(b_f^| -b)h_f^| /bh_o = 0,75(116-23,6)3,05/23,6*19 = 0,47

Условие выполняется, прочность по наклонной трещине обеспечена

 

2.8  Проверка плиты на монтажные нагрузки

    Панель имеет четыре монтажные петли из стали класса А-I,

    расположенные на расстоянии 700мм от концов плиты.

2.8.1  С учетом коэффициента динамичности k_d = 1,4 расчетная нагрузка

    от собственного веса панели

    q = k_d * γ_f * g_* b_n = 1,4*1,1* 3,2* 1,19 = 5,86 кН/м

2.8.2 Расчетная схема панели                

                              q

 

 

                                   l ₁ =700 мм

 

                                 Рисунок 2.4

 

2.8.3  Изгибающий момент консольной части панели

 

      М = q* l ₁ ² / 2= 5,86 *0,7²/2 = 1,44 кНм

Этот момент воспринимается продольной монтажной арматурой каркасов.

2.8.4 Площадь сечения указанной арматуры составляет

     A_s = M/(z_1*R_s) = 144/ 0,9*19*22,5 = 0,37см²,                где z₁ =0,9h_o

что меньше принятой конструктивно арматуры d_s^\ = 6мм (2 стержня)

    A_s = 0,57 см²

2.8.5 При подъеме панели вес её может быть передан на две петли, тогда усилие на одну петлю составляет

        N = qL / 2= 5,86 *2,79/2 = 8,175 кН

2.8.6 Площадь сечения арматуры петли

     A_s = N/ R_s = 8,175/22,5 = 0,36см²

     Принимаем конструктивно стержни диаметром 10 мм A_s = 0,789 см²

 

2.9   Статический расчет монолитного участка.

Принимаем расчетное сечение плиты с условно вырезанной полосой

    b = 1м

Рисунок 2.5

2.9.1 Определяем рабочую высоту сечения h_o= h – a, см            

     где защитный слой а = 2 – 3 см

2.9.2 Находим значение коэффициента А_о

              

      

А₀ не должен превышать граничные значения А_оR, если А_о≥ А_оR, следует увеличить сечение или изменить материалы.

2.9.3 По величине А₀ по таблице определяют значения коэффициентов

     ή и ξ

 

2.9.4 Определяем требуемую площадь арматуры, см²

Учитывая, что арматура рассчитана на 1м, определяем требуемую площадь рабочей арматуры на всю ширину плиты

                                                  A_s = A_s * b = см²   (b – в метрах!)

Задаемся шагом (100,150, 200мм) и определяем количество и диаметр арматуры        d_s = … мм

 

2.9.5  Назначаем распределительную (поперечную) арматуру сетки из арматурной проволоки, принимая шаг 200, 250 мм, диаметр 3- 5мм

2.9.6  Для обеспечения прочности при транспортировке и монтаже плиты в верхнюю часть сечения плиты ставим монтажную арматурную сетку

 

Рисунок 2.6

 

3. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ