Проектирование конструкции перекрытия каркасного здания.
1. Общие данные для проектирования.
Четырехэтажное
каркасное здание без подвала имеет
размеры в плане 65,2 × 18,9 м и сетку колонн
6,3 × 5,93 м. Высота этажей 3,8м. Стеновые
панели навесные из лёгкого бетона, в
торцах здания замоноличиваются совместно
с торцевыми рамами, образуя вертикальные
связевые диафрагмы. Нормативное значение
временной нагрузки v =
5200 Н/м 2,
в том числе кратковременной нагрузки
2600 Н/м 2,
коэффициент надёжности по назначению
здания
.
Район строительства – город Новосибирск.
Снеговая нагрузка по IV
району(S0=1,5
кПа /4/). Температурные условия
водонасыщенное состояние, условия
эксплуатации ХD 2.
2. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия.
Ригели поперечных рам трёхпролётные, на опорах жёстко соединённые с крайними и средними колоннами. Плиты перекрытий без предварительного натяжения – ребристые. Ребристые плиты принимаются с номинальной шириной, равной 1210 мм; связевые распорки шириной 1400 мм размещаются по рядам колонн и опираются на ригели и опорные столики на крайних колоннах.
В продольном направлении жёсткость здания обеспечивается вертикальными связями, устанавливаемыми в одном среднем пролёте по каждому ряду колонн. В поперечном направлении жёсткость здания обеспечивается также по связевой системе: ветровая нагрузка через перекрытия, работающие как горизонтальные жёсткие диски, передаются на торцевые стены, выполняющие функции вертикальных связевых диафрагм.
3. Расчет и проектирование ребристой панели.
3.1 Определение нагрузок и усилий
Таблица 1 Нагрузки на сборное междуэтажное перекрытие
-
Вид нагрузки
Нормативная нагрузка, кН/м 2
Коэффициент надежности по нагрузке, f
Расчетная нагрузка, кН/м 2
Постоянная:
1.От собственного веса ребристой плиты перекрытия, δ=0,167м, =2500кг/м3
2.От слоя цементно-песчаного раствора, δ=0,015м, =1800кг/м3
3.От мозаики, δ=0,013м, =2400кг/м3
4,18
0,27
0,48
1,15
1,35
1,35
4,81
0,36
0,65
Итого
qn = 4,93
-
q = 5,82
Временная
В том числе:
кратковременная
длительная
5,2
2,6
2,6
1,5
1,5
1,5
7,8
3,9
3,9
Полная нагрузка
В том числе:
- постоянная (4,93) и
длительная (2,6)
- кратковременная
10,13
7,53
2,6
-
-
13,62
-
3.2 Подбор сечений
Для изготовления
сборной панели принимаем бетон класса:
С
,
fc,cube
= 37 MПа,
fcm
= 38 MПа,
fctm
= 2,9MПa,
fcd
= fck/
= 30/1,5 = 20МПа; продольную арматуру – из
стали класса S400,
fyd
= 365 МПа, fyk
= 400МПа,
поперечную арматуру – из стали класса
S240,
fyk
= 240 МПа, fyd
= 218 МПа,
армирование сварными сетками и каркасами.
Найдем высоту сечения:
leff = lmov–b–a = 5,93–0,35–0,25 = 5,33м.
Принимаем h = 400мм.
Панель рассчитываем как балку таврового сечения с заданными размерами b × h =
= 121 × 40см (где b – номинальная ширина; h - высота панели). Толщина защитного слоя ровна 40мм, так как исходя из /2/ условия эксплуатации ХD 2.
В расчете поперечное сечение ребристой панели приводим к эквивалентному тавровому сечению.
Приведенная площадь тавра равна:
Приведенная толщина
панели равна площади полученного тавра
деленной на ширину панели
Панель рассчитываем как балку таврового сечения с заданными размерами.
Рисунок 1
Схема ребрстай плиты
На 1м
длины панели шириной 1210мм действуют
следующие нагрузки, кН/м
:
кратковременная нормативная:
кН/м;
кратковременная
расчетная:
кН/м;
постоянная
и длительная расчетная:
кН/м;
постоянная
и длительная нормативная:
кН/м;
итого нормативная: qn + pn = 9,11 + 3,146 = 12,256 кН/м;
итого расчетная: р + q = 4,719 + 11,76 = 16,479 кН/м.
Расчетный изгибающий момент от полной нагрузки:
кНм
расчетный изгибающий момент от полной нормативной нагрузки (для расчета прогибов и трещиностойкости) при f = 1:
кНм
то же, от нормативной постоянной и длительной нагрузок:
кНм
то же, от нормативной кратковременной нагрузки:
кНм
Максимальная поперечная сила на опоре от расчетной нагрузки:
кН
то же от нормативной нагрузки:
кН
кН
кН