Розрахунок ребристої плити покриття

Потрібно виконати розрахунок і конструювання збірної залізобетонної попередньо-напруженої ребристої плити покриття розмірами 5950×1485×400(мм) опалювального виробничого будинку, побудованого в м.Новоросійськ. Утеплювач покриття-жорсткі плити типу "Роквул", товщиною 100 мм. Клас бетону В40, γв=0,85.

Армування: поздовжні ребра-напружена арматура А600, поперечні ребра –арматура класу А400и Вр-1, армування полиці плити-зварна рулонна сітка із дроту Вр-1, монтажні петлі-арматура класу А240.

1. Визначаємо розрахункові характеристики матеріалів

Бетон: Rв=2.2 Кн/см² [3] табл. 2.3 стр.63-64

Rвt=0.14 Кн/см² [3] табл. 2.3 стр.63-64

Eв=3300 Кн/см² [5] табл. IV.3 стр. 263

Арматура: Rs=51 Кн/см² [3] табл. 2.8 стр. 73

Es=20000 Кн/см² [5] табл. IV.4 стр. 264

2. Збір навантажень

№ п/п	Вид навантаження	Нормативне навантаження (кН/м²)	γf	Розрахункове навантаження (кН/м²)
1. 2. 3. 4. 5. 6.	Постійне навантаження Шар керамзитового гравію Рулонний руберойдовий килим Цементно-піщана стяжка Утеплювач "Роквул" Пароізоляція Залізобетонна ребриста плита	0,01 1 15=0,15 0,02 1 6=0,12 0,04 1 20=0,8 0,1 1 7=0,7 0,008 1 6=0,048 3,0	1,3 1,3 1,3 1,2 1,3 1,1	0,195 0,156 1,04 0,84 0,062 3,3
	Всього постійне	Рser=4,818		Р=5,593
7.	Тимчасове навантаження Снігове навантаження	Vser сн=0,7	1,4	V=0,98
	Всього загальне	gser=Pser+Vser= 4,818+0,7=5,518		g=P+V=5,593+ +0,98=6,573

Б) на 1 мп ширини плити при ширині плити В=1,485 м

- загальне нормативне навантаження qser= gser В=5,518 1,485=8,19 Кн/м

- тривале нормативне навантаження q= g В=6,573 1,485=9,76 Кн/м

3. Встановлюємо розрахункову схему і визначаємо внутрішнє зусилля перетину

Максимальний згинаючий момент М=

Поперечна сила Q=

4. Розрахунок міцності нормальних перерізів

А) Дійсний П-образний перетин плити наводимо до еквівалентного таврового.

hf '=2,5 см=25мм a=1,5 см=15мм-для ребристої плити

h=40 см=400 мм ho= h-а=40-1,5=38,5 см

bf ' =148,5 см=1485 мм b=2×100=200мм=20см

Б) Перевіряємо достатність прийнятих перерізів з умови Q<0,3_1_в1вh_o

_1=1+5_s =0,001– коефіцієнт армування

_s= 6

_в1=1-0,01R_в _в1=1-0,012,20,85=0,9813

_1=1+56,060,001=1,03

Q<0,31,030,98132038,5 29,04кН<233,48кН

Оскільки дотримується умова, отже розміри перетину прийняті достатніми.

5. Розрахунок кількості і діаметра поздовжніх (робочих) стрижнів

а) Перевіряємо випадок розрахунку таврового перетину М≤ Rв×bf '×hf '×( ho-0,5×hf ')

М≤2,2×0,85×148,5×2,5× (38,5-0,5×2,5) 4456,58кН×см < 25860,35 кН×см

Оскільки дотримується умова, отже нейтральна вісь проходить в полиці плити, тому подальший розрахунок таврового перетину ведемо за формулами і алгоритмом прямокутного перетину з одиночною арматурою, шириною

В=bf ' =148,5 см=1485 мм

Б) Знаходимо допоміжні величини А_о= =

По [3] табл. 3,1 стр.89 знаходимо значення η

При Ао=0,01 приймаємо η=0,995

В) Знаходимо площу перерізу напруженої арматури А_s=

A_s= см²

По таблиці сортаменту сталі [3] стр. 431 приймаємо кількість і діаметр робочих стрижнів ребер плити 2Ø12 с As=2,26 см² > As=2,21 см² крім цих окремих стрижнів поздовжнє ребро армується додатково каркасом К-1, довжина якого ¼×l= ¼×5950=1487,5 мм (приймаємо 1470 мм). Каркас К-1 складається з нижньої поздовжньої арматури Ø14 А400, верхніх поздовжніх стрижнів Ø8 А240 і поперечних стрижнів Ø6 А240.

Крім цього поздовжнє ребро армується сіткою С-2 з армованого дроту Ø3 Вр-1 з кроком поздовжніх стрижнів S1=50 мм і з кроком поперечних стрижнів S2=150 мм, тобто сітка С-2 50/150/3/3.

6. Полка плити

Полка являє собою однорядну і багаторядну плити, обрамлену ребрами.

Полицю армують однією зварною сіткою С-1, що розташована посередині її товщини. Захисний шар бетону приймається не менше 10мм. Така схема армування забезпечує однакову несучу здатність всіх перерізів полиці. Конструктивно приймаємо сітку з поздовжніми стрижнями dsw=3мм з кроком S1=150 мм і поперечних стрижнів dsw=3 мм, S2=200 мм, тобто сітка С- 1 150/200/3/3.

7. Поперечні ребра

Армування крайніх і проміжних ребер, висотою 250 і 150 мм прийнято однаково. За конструктивними міркуваннями (без розрахунку) для збільшення просторової жорсткості поперечні ребра армуються плоскими каркасами К-2 та К-3 з нижньою арматурою Ø14А400, а верхньою та поперечною Ø5Вр-1.

8. Розрахунок міцності похилих перерізів

а) необхідність постановки поперечної розрахункової арматури перевіряємо з умови: Q

_n=0, так як нема вливу повздовжніх сил _вn=1,5 для важкого бетона

с=0,25l_o=0,255950=1487,5мм=148,75 см

Q кН 29,04кН>35,57кН

Б) Визначимо величину поперечної сили Q_в, яка сприймається бетоном зжатої зони: Q_в= с_в=1,5

_f= _f=

Q_в= Q<Q_в 29,04кН<308,79кН

В) визначаємо зусилля в одному поперечному стрижні qω=0,5 Rb b

qω=0,5×0,14×0,85×20=1,19 кН

Г) призначаємо діаметр і крок поперечних стрижнів виходячи з конструктивних міркувань

S1=1/2 h=1/2 40=20 см=200 мм - на приопорних дільницях

S2=30 см=300 мм - в середині прольоту

9. Попередня напруга арматури і її втрати

Призначаємо величину попередньої напруги арматури δ s=0,9×Rs=0,9×51=45,9кН/см²

Визначаємо втрати попередньої напруги

1. Втрати від усадки бетону δ 1=4 Кн/см² [3] табл.. 7,4 стр. 175

2. Втрати від повзучості бетону δ 2=3,5 Кн/см²

3. Втрати від релаксації напруги δ 3=0,1 Rs-2 δ 3=0,1 51-2=3,1 Кн/см²

4. Втрати від деформації анкерів δ 4=6 Кн/см²

5. Втрати від перепаду температури δ 5=0,125 ∆t δ 5=0,125 65=8,125 Кн/см²

Визначаємо сумарні втрати напруги δ n= δ 1+ δ 2+ δ 3+ δ 4+ δ 5

δ n=4+3,5+3,1+6+8,125=24,725 Кн/см² < 30 Кн/см²

Величина попередньої напруги переданого арматурою бетону складе:

Ро= δ s- δ n=45,9-24,725=21,175 Кн/см²

10. Розрахунок прогину

10.1 Визначаємо згинаючий момент від тривалої і нормативної навантаження М_lser= q_lser=P_serВ=4,818×1,485=7,15кН/см²

М_lser= кНм=3164кНсм

10.2 Визначаємо допоміжну величину n==

10.3 Задаємося моментом інерції наведеного перерізу в межах від

3,010³см⁴7,510⁶см⁴. Приймемо J_red=1,210⁶см⁴

10.4 Визначаємо кривизну плити по середині прольоту _в1=0,85

_в2=2

10.5 Визначаємо прогин плити f= L²f_lim

f_lim визначаємо по 5 табл.IV.6. стр.266 f_lim=2,5см

f= =0,332см 0,332см<2,5см

Умова дотримується, отже конструкція з деформацій працює нормально, прогин даної ребристою плити покриття знаходиться в межах норми.

11 Розрахунок монтажних петель

11.1. Визначаємо власну вагу плити Р=V×γo ×γf

де V- об’єм ребристої плити покриття, м³ V=a b h 0,55

γ o- об’ємна вага залізобетону γ o=25 Кн/см³

γ f-коефіцієнт надійності γ f=1,1 Кн/см³

V=1,485 5,95 0,4 0,55=1,94 м³

Р=1,94 25 1,1=53,35 Кн

11.2 Визначаємо навантаження на одну петлю, враховуючи, що одна з чотирьох петель може вийти з ладу або з-за перенесення тросів не буде брати участь у роботі Р₁= кН

По [5] табл..1.4 стр.243 знаходимо діаметр монтажних петель найближчого значення А240 приймемо 4Ø16 А240 с P1=20 кН> P1=17,78кН

Висновок: згідно проведеного розрахунку приймаємо збірну залізобетонну попередньо-напружену ребристу плиту покриття з розмірами 5950×1485×400 (мм) марки ПР-1 прийнятої в даному курсовому проекті.