Вариант 2.

1. Назначение здания – Больница.

2. Шаг колонн – 6м.

3. Пролет –5,4м.

4. Количество этажей – 3.

5. Высота этажа – 3,3м.

6. Район строительства – Москва.

7. Ширина плиты – 1,8м.

8. Сечение колонны – 40х40.

9. Сечение ригеля – 40х60.

10. Тип пола – ІІІ.

1. Керамическая плитка δ=0,8см; ρ=1800кг/м³.

2. Цементная стяжка δ=3см; ρ=1700 кг/м³.

3. Гидроизоляция δ=0,5см; ρ=600 кг/м³.

4. Пустотная плита.

11. Тип кровли – ІІІ.

1. 4 слоя рубероида δ= 2,2см; ρ=600 кг/м³.

2. Цементно-песчаная стяжка δ=2,5см; ρ=1800 кг/м³.

3. Плита пустотная δ=12см; ρ=2500 кг/м³.

12. Глубина заложения фундамента – 2,2м.

13. Тип грунта – 2.

1. Пески мелкие маловлажные средней плотности γ_ІІ=γ΄_ІІ=18 кг/м³; ϕ_ІІ=31; с_ІІ=6кПа.

1. Расчет многопустотной плиты.

Расчетная схема панели перекрытия принимается как для свободной опертой балки, загруженной равномерно распределенной нагрузкой.

Расчетный пролет панели ι₀ определяется в зависимости от условий опирания, при опирании панели на ригель прямоугольного сечения: ι₀=ι₁-b/2; где ι₁ – номинальная длина панели; b – ширина ригеля.

При ширине ригеля b=350мм и номинальной длине панели ι₁=6000мм, расчетный пролет ι₀=6000-350/2=5825мм=5,83м.

Постоянные нагрузки, действующие на элементы перекрытий, складываются из массы пола и нагрузки от ж/б конструкций. Временная полезная нагрузка применяется в зависимости от назначения здания. Нагрузку на квадратный метр плиты перекрытия собираем в таб.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка Н/м2
Постоянная нагрузка: Керамическая плитка Цементная стяжка Гидроизоляция Пустотная плита	144 510 30 3000	1,3 1,3 1,2 1,1	187,2 663 36 3300
Итого постоянная	qn=3684		q=4186,2
Временная: в том числе длительная и кратковременная.	ρn=2000 ρn=600 ρn=1400	1,2	ρ=2400 ρ=720 ρ=1680
Всего:	qn +ρn=5684		q +ρ=6586,2

Для расчета по 1 группе предельных состояний внутренние усилия определяем от полной расчетной нагрузки на квадратный метр плиты перекрытия q=( g +ρ )= 6586,2Н/м². Нагрузка на погонный метр плиты перекрытия шириной b=1,8м, с учетом коэффициента надежности по ответственности γ_n=0,95: q=q*b* γ_n=6586,2*1,8*0,95= 11262,7Н/м=11,26кН/м.

2. Статистический расчет плиты перекрытия.

Определяем максимальные внутренние усилия в сечениях плиты – поперечные силы и изгибающие моменты. Внутренние от внешней нагрузки.

Q=

М=

2. Определение размеров расчетного сечения плиты.

Длина плиты ι=5980=6,0м.

Ширина плиты b=1790=1,8м.

Назначаем размеры элементов поперечного сечения плиты, заменяя его расчетным. Учитывая, что в растянутой зоне бетона появляются трещины, нижняя полка плиты при расчете прочности не применяется в расчет. Расчетная ширина полки, применяется равной ширине плиты по верху. Для определения расчетной ширины ребер b и толщины полки пустотной плиты ее фактическое сечение заменяем эквивалентным по площади и моменту инерции двутавровым.

Расчетная ширина ребра и высота полки :

b=

h₀=h-a=22-3=19см.

2. Назначение материалов.

Задаемся классом предварительно напрягаемой арматуры и способом натяжения: принимаем предварительно напрягаемую арматуру класса А-ІV, арматура напрягается электротермическим способом.

Устанавливаем, что класс прочности бетона должен быть не менее В15. Принимаем класс прочности бетона В25, бетон тяжелый, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении; коэффициент условия работы бетона γ_b2=0,9.

Выписываем характеристики материалов: R_b=14,5МПа=1,45кН/см²; R_bt=1,05МПа=0,105кН/см²; R_s,ser=R_sn=590МПа; R_s=510МПа=51,0кН/см².

Определяем величину p:p=30+360/l=30+360/6=90МПа, где l-в метрах.

Задаемся предварительным напряжением арматуры σ_sp в пределах (0,6-0,8)R_s,ser, принимаем σ_sp=0,8* R_s,ser=0,8*590=472 МПа.

Проверяем принятое напряжение по условиям σ_sp+p≤ R_s,ser; σ_sp-p≥0,3R_s,ser.

472+90=562МПа‹590МПа; 472-90=382МПа›0,3*590=177МПа; условия выполняются, окончательно принимаем предварительные напряжения в арматуре σ_sp=472 МПа.

2. Расчет по предельным состояниям первой группы.

Расчет по прочности сечений нормальных к продольной оси.

Сечения, нормальные к продольной оси, рассчитываются на прочность на действие изгибающего момента. Расчетным поперечным сечением плиты является тавровое сечение с полной в сжатой зоне. Определяем расчетный случай тавровых элементов из условия

, так как М=4780кН*см‹ кН*см, имеем первый случай расчета тавровых элементов.

Вычисляем величину коэффициента А₀:

А₀=

Определяем по таблице коэффициент ξ=0,6.

Граничная высота сжатой зоны :

ξ=

где ω- характеристика сжатой зоны бетона

ω=0,85-0,008R_p=0,85-0,008*0,9*14,5=0,78

σ_SC,U – предельное напряжение в арматуре сжатой зоны; σ_SC,U=500(МПа);

σ_SR – напряжения в арматуре;

σ_SR – R_s+400- σ_SR-∆ σ_SR=510+400-472=582 МПа;

ξ_R=

∆ σ_SR=0( при электротермическом способе натяжения)

Находим значение коэффициента γ_s6=η-(η-1)(2ξ/ξ_R-1)≤η;

η=1,2- для арматуры класса А-ІV

γ_s6=1,2-(1,2-1)(2*0,08/0,59-1)=1,341›η=1,2 принимаем γ_sb=1,2.

Определяем требуемую площадь предварительно напряженной арматуры.

А_sp= = ², принимаем предварительно напрягаемую арматуру: 4 стержня диаметром 12, А-ІV, А_sp=4,52см², которую устанавливают через два отверстия.