2.5. Выравнивание эпюр усилий.

После определения усилий нужно произвести выравнивание эпюр неразрывных конструкций. В зоне защемления на ограниченной длине балки появляются сжимающие напряжения. Таким образом можно допустить дополнительные ограниченные деформации, что может привести к снижению опорных изгибающих моментов и увеличению пролетных моментов. В ходе выравнивания должны соблюдатся следующие условия:

1. Выравнивают эпюры моментов в тех пролетах на которые приложены временная нагрузка.

2. Выравнивают максимальные ординаты моментов

3. Выравнивающая ордината должна отвечать условию:

Выравнивание эпюры 1+2

Рис.6 Выравнивание эпюр1+2

Выравнивание эпюры 1+3

Рис. 7 Выравнивание эпюр 1+3

Выравнивание эпюры 1+4

Так как условии не выполняется, принимаем = 174,81 .

Рис. 8 Выравнивание эпюр 1+4.

По результатам выравнивающих эпюр строят огибающую эпюру представленную на рис. 9

Рис.9 Огибающие эпюры.

2.6. Вычисление продольных сил в колоннах первого этажа

Нагрузка от собственной массы крайней и средней колонн:

N_сcol^кр=b_col^кр·h_col^кр·ΣH_col·ρ_col·g·γ_f·γ_n=0,4·0,4·(2,8·6)·2,5·9,81·1.1·0.95=68,89 кН,

N_сcol^ср=b_col^ср·h_col^ср·ΣH_col·ρ_col·g·γ_f·γ_n=0,4·0,6·(2,8·6)·2,5·9,81·1.1·0.95=103,33 кН,

где ΣH_col=h_эт·n_эт=2,8·6=16,8 м – суммарная высота колонны,

ρ_col=2,5 т/м³ – плотность бетона колонны.

Нагрузка от остекления:

N_ост=l_ост·ΣH_ост·ρ_ост·γ_f·γ_n=6·7,2·0,4·1,1·0,95=18,06 кН,

l_ост=B=6,6 м – шаг рам,

ΣH_ост=1,2·n_эт=1,2·6=7,2 м суммарная высота остекления,

ρ_ост=0,4 кН/м² – вес 1 м² остекления.

Нагрузка от навесных стеновых панелей:

N_п=b_п·l_п·ΣH_п·ρ_п·g·γ_f·γ_n=0,3·6,6·9,6·9,81·1·1,2·0,95=212,57 кН,

где b_п=0,3 м – толщина стеновой панели,

l_п=B=6,6 м – длина панели (шаг рам),

ΣH_п=ΣH_col-ΣH_ост=16,8-7,2=9,6 м – суммарная высота стеновых панелей,

ρ_п=1 т/м³ – плотность бетона стеновой панели.

Суммарная нагрузка от навесных стеновых панелей и остекления:

N_ст=N_п+N_ост=212,57+18,06=230,63 кН.

Продольная сила, действующая соответственно на крайнюю и среднюю колонны:

N^кр_col=N_сcol^кр+P^пок·l₀₁/2+(n_эт-1) ·P^пер·l₀₁/2+N_ст=

=68,89+46.79 ·5,8/2+(6-1) ·155,29 ·5,8/2+230,63 =2684,02кН,

N^ср_col=N_сcol^ср+P^пок· (l₀₁+l₀₂)/2+(n_эт-1) ·P^пер· (l₀₁+l₀₂)/2=

=68,89+57,84· (5,8+6,6)/2+(6-1) ·155,29 · (5,8+6,6)/2=5241,49 кН.

3 Проектирование панели перекрытия

3.1. Назначение размеров и выбор материалов. Сбор нагрузок на продольные ребра. Расчетная схема. Определение усилий

Проектируем ребристую панель перекрытия с предварительно напряженной арматурой.

Продольное ребро свободно опирается на ригель и рассматривается как балка, свободно опертая на двух опорах и загруженная равномерно распределенной нагрузкой.

Рис. 10. Конструктивная и расчетная схемы панели и эпюры усилий.

Принимаем следующие размеры:

- зазор между гранью ригеля и торцом плиты принимаем =30 мм;

- длина площадки опирания: l_оп=100 мм;

- длина плиты l_пл=B-b_p-2·-2·d=6600-300-2·30-2·20=6200 мм;

- высота продольного ребра – 400 мм;

- ширина продольного ребра внизу –70 мм;

- ширина продольного ребра вверху –100 мм;

- ширина поперечных ребер внизу – 50 мм;

- ширина поперечных ребер вверху – 70 мм;

- толщина полки h_f’=50 мм.

- конструктивная ширина основной панели: b_f=(L-n*)/n=(6200-3·30)/3=2040 мм,

где n=3 шт – количество плит в пролете,

=30 мм – зазор между гранями продольных ребер панелей.

- номинальная ширина панелей:

а) основной b_f’=b_f+=2070 мм,

б) доборной b_f’_доб=b_f’/2=1035 мм.

Материалы плиты:

- тяжелый бетон класса B25; γ_b2=0,9; R_b=14,5 МПа, R_bt=1,05 МПа, R_b,ser=18,5 МПа, R_bt,ser=1,6 МПа, E_b=27000 МПа, подвергнут тепловой обработке;

- напрягаемая арматура класса A800: R_s=680 МПа, R_s,ser=785 МПа, E_s=190000 МПа;

- ненапрягаемая продольная арматура класса A400: 2 каркаса, диаметры d_s=d_sc=8 мм, A_s=A_sc=100,5 мм², R_s=R_sс=355 МПа, R_s,ser=390 МПа, E_s=E_sс=200000 МПа;

- ненапрягаемая поперечная арматура класса Bp500, R_sw=260 МПа, R_s,ser=395 МПа, E_s=170000 МПа;

- полка панели армируется сетками из арматуры класса B500, R_s=260 МПа, R_s,ser=395 МПа, E_s=170000 МПа.

Способ напряжения арматуры – электротермический на упоры формы.

Расчетный пролет панели:

l_р=l_пл-l_оп=6200-100=6100 мм.

Полная нормативная погонная нагрузка на панель перекрытия:

P_n=g^пер_n·b_f’=16,284·2,07=33,7 кН/м.

Полная расчетная погонная нагрузка на панель перекрытия:

P=g^пер·b_f’=19,37·2,07=40,1 кН/м.

Временная расчетная погонная нагрузка на панель перекрытия:

P_v=ΣV^пер·b_f’=15,05·2,07=31,15 кН/м.

Максимальные усилия:

М_max=P·l_р²/8=40,1·6,1²/8=186,51 кНм;

Q_max=P·l_р/2=40,1·6,1/2=122,3 кН.