1.4 Расчет лестничного марша по прочности на действие поперечной силы.

В соответствии указаниями п.11.2.20[1] в плитах высотой менее 300мм и балках высотой менее150мм, при обеспечении прочности на поперечную силу, допускается поперечную арматуру не устраивать (высота расчетного сечения марша h = 122мм)

Расчет ж/б элемента на действие поперечной силы при отсутствии вертикально и (или) наклонной (отогнутой) арматуры, следует производить из условия:

(1.9)

где - расчетная поперечная сила в рассматриваемом сечении вызванная действием нагрузок.

- расчетная поперечная сила, воспринимаемая ж/б элементом без поперечной арматуры, определяемая по формуле (1.11)

(1.10)

Но не менее:

(1.11)

где в мм; ;

площадь сечения продольной растянутой арматуры, учитываемой в расчете прочности наклонного сечения, при условии что она заведена за расчетное сечение на длину не менее ( ) и надежно заанкерована.

-минимальная ширина поперечного сечения элемента в растянутой зоне;

принимаем ;

0 – напряжение в бетоне, вызванное наличием осевого усилия;

V_Rd.ct=55,1кН>V_Rd.ct.min= кН

V_sd1=15.69кН<V_Rd.ct=55,1кН , условие выполняется.

В середине расчетного сечения лестничного марша устанавливаем конструк­тивный каркас Кр-1, изготовленный из проволочной арматуры S500 - продольные стержни диаметром 5мм, поперечные диаметром 4мм располагаем с шагом 200мм.

Каркас Кр-1 предназначен для образования конструкции пространственного каркаса и обеспечения проектного положения сетки С-3 при бетонировании марша.

Конструктивная сетка С-2, изготовленная из проволочной арматуры класса S500 диаметром 4мм, предназначена для восприятия усилий, возникающих при ра-зопалубке, транспортировке и монтаже лестничного марша

В верхней ступени марша устанавливается сетка С-3 с поперечно располо­женными стержнями диаметром 8мм класса S400 и продольно расположенными стержнями диаметром 4 мм класса S500

Для крепления стоек ограждения предусмотрены закладные детали МН-1. Для подъема лестничного марша из опалубки установлены две подъемных петли диаметром 12мм класса S240.

2. Расчет железобетонной пустотной плиты

2.1. Исходные данные

По степени ответственности здание относится ко второму классу (коэффициент надежности по назначению конструкций =0,95),по условиям эксплуатации ХО. Номинальные размеры плиты В=1,5 м, L=77,4 м. Конструктивные размеры =7,38 м, =1,49 м. Плита с предварительным напряжением изготовлена из бетона класса С 30/37 с рабочей арматурой класса S1200, натягиваемой электротермическим способом на упоры форм.

,

2.2. Подсчет нагрузок на 1м2 междуэтажного перекрытия

Таблица 2.2 – Подсчет нагрузки на 1м² перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Частный коэффициент безопасности	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная
1.1 Линолеум	0,075	1,35	0,1
1.2 Клей	0,053	1,35	0,072
1.3Самонивелирующийся р-р	0,1	1,35	0,135
1.4 Стяжка цементно-песчаная	0,6	1,35	0,81
1.5 Утеплитель газосиликат	1,5	1,35	2,025
1.1 Железобетонная плита перекрытия	2,75	1,15	3,163
Итого постоянная	=5,078		=6,306
Временная	=1,5	1,5	=2,25
ПОЛНАЯ	=6,578		=8,556

Расчетная нагрузка на 1м длинны плиты при ширине В=1,5м:

(g_d + q_d)=6,62(кН/м²) 1,5(м)=9,93 кН/м

2.3. Определение расчетного пролета панели

Расчётный пролёт плиты равен расстоянию между точками приложения

опорных реакций перекрытия:

Рисунок 2.1 – Определение расчетного пролета

2.4. Определение расчетной схемы панели и максимальных расчетных усилий ,

Максимальный изгибающий момент:

(2.1)

;

Максимальная поперечная сила

(2.2)

Рисунок 2.2 – Расчетная схема панели и эпюры “ ” и “ ”

2.5. Определение размеров расчетного (эквивалентного) сечения

Рисунок 2.3 – Действительное и расчетное поперечное сечение плиты

Для получения расчетного (эквивалентного) сечения круглые пустоты панели заменяются на квадратные равной площади со стороной квадрата равной:

; ;

.

2.6 Расчет рабочей арматуры

Расчетное сечение тавровое, геометрические размеры которого показаны на рисунке 2.3. Бетон тяжелый класса С , для которого =30МПа.

МПа.

где =1,5 – частный коэффициент безопасности для бетона.

Рабочая арматура класса S800, для которой =800МПа, =640МПа (таблица 6.6) [7]. Расчет рабочей арматуры плиты производится исходя из методики расчета изгибаемых элементов по альтернативной модели в предположении прямоугольной эпюры распределения напряжений в сжатой зоне бетона. Для того чтобы определить случай расчета необходимо установить нахождения нейтральной оси, проверив выполнение условия 2.15:

(2.3)

где - изгибающий момент, воспринимаемый полкой таврового сечения и определяемый по формуле:

(2.4)

где ;

(2.5)

где - минимальный защитный слой бетона для условий эксплуатации ХО;

=20 мм – предлагаемый максимальный диаметр арматуры.

Для тяжелого бетона принимаем .

Так как условие 2.15 выполняется, то нейтральная ось располагается в полке и сечение рассчитываем как прямоугольное с шириной . Определяем значение коэффициента :

(2.6)

; при найденном значении определяем и :

,

Значение граничной относительной высоты сжатой зоны сечения , при которой предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжение равного расчетному сопротивлению определяем по формуле:

(2.7)

где - характеристика сжатой зоны бетона, определяемая:

(2.8)

где k – коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона 0,85;

;

- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны сечения, принимаемое равным 500 Н/мм²;

- напряжение в арматуре, определяемое при наличии напрягаемой арматуры по формуле:

(2.9)

где (2.10)

где - величина предварительного напряжения в арматуре. В соответствии с указаниями пункта 9.8 предварительное напряжение следует назначать с учетом допустимых отклонений р, таким образом, чтобы выполнялось условие:

(2.11)

где р – максимально допустимое отклонение значения предварительного напряжения, вызванное технологическими причинами.

При электротермическом способе натяжения арматуры:

(2.12)

где l – длина натягиваемого стержня (расстояние между наружными гранями упоров), м.

Принимаем значение

560+78.64=638.64 МПа<0,9 800=720МПа;

560-78.64=481.36 МПа>0,3 800=240МПа;

Следовательно, требование выполняется.

- коэффициент точности натяжения арматуры, определяемый

(2.13)

где (2.14)

где n_p=4 – число напрягаемых стержней.

;

- напряжение от неупругих относительных деформаций напрягаемой

арматуры, определяемое:

(2.15)

, принимаем

;

, следовательно, при расчете требуемой арматуры необходимо принимать с коэффициентом , определяемым:

(2.16)

где - коэффициент принимаемый для арматуры класса S1200 равным 1,10

принимаем .

Требуемая площадь сечения напрягаемой арматуры:

(2.17)

;

По таблице сортамента принимаем четыре стержня диаметром 14 мм, для которых .

Где по таблице 11.1[1]

Уточняем значение рабочей высоты сечения d:

d=h-c=220-(20+14/2)=183мм