новая папка 1 / 233788
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет» Кафедра строительных конструкций
В.И. Рязанов
РАСЧЕТ МНОГОПУСТОТНЫХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЙ
Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет» в качестве методических указаний для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по направлению 270800.62 Строительство
Оренбург
2014
УДК 624.013.35 001.4(07)
ББК 38.53 я 7
Р-99
Рецензент - кандидат технических наук В.О.Штерн
Рязанов, В.И.
Р 99 Расчет многопустотных плит перекрытий: методические указания / В.И. Рязанов; Оренбургский государственный университетОренбург: ОГУ,
2014. – 24 с.
Методические указания предназначены для выполнения курсовой работы по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции» для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по направлению подготовки 270800.62 Строительство.
УДК 624.012(076.5) ББК 38.53 я7
Рязанов В.И., 2014ОГУ, 2014
2
|
Содержание |
|
1 |
Компоновка сборного междуэтажного перекрытия…………………….. |
4 |
2 |
Материалы пустотных панелей............…………………………………… |
4 |
3 |
Сбор нагрузок и усилий, действующих на панели.................................... |
5 |
3.1Расчет нормальных сечений многопустотных панелей......…………….. 5
3.2 Расчет наклонных сечений панелей..................................………………. |
8 |
4Геометрические характеристики приведенного сечения………………. 10
5Величина предварительного напряжения, потери предварительного напряжения..................................................................……………………… 12
6 |
Расчет плиты по образованию трещин в нормальных сечениях............... |
14 |
7Расчет ширины раскрытия трещин......……………………………………. 14
8Расчет многопустотных панелей по деформациям………………………. 16
9Литература, рекомендуемая для изучения темы ………………………... 22
Приложение А…............................................................................................. 23
Приложение Б ……………………………………………………………… 24
3
1 Компоновка сборного междуэтажного перекрытия
Проектирование сборного междуэтажного перекрытия начинают с вы-
полнения компоновки конструктивной схемы, в состав которой входят много-
пустотные плиты перекрытия, опирающиеся на сборные ригели и наружные не-
сущие стены.
В зависимости от заданной в задании на курсовую работу сетки колонн плиты и ригели перекрытия могут быть с одинаковыми и неодинаковыми про-
летами.
Известно, что технико-экономические показатели по перекрытию в целом будут различаться от продольного или поперечного расположения ригеля. Наи-
более экономичный вариант перекрытия с заданными размерами компоновоч-
ной сетки несущих конструкций определяют на основе сравнения продольной и поперечной схем по следующим показателям: расход бетона и стали на 1м2 пе-
рекрытия, количество монтажных элементов (плит и ригелей) на все здание
(или на одну типовую секцию), количество типоразмеров и марок сборных эле-
ментов, вес монтажных элементов, количество доборных элементов, наличие монолитных участков.
Номинальная длина плит может изменяться от 3 до 12м. При этом конст-
руктивная длина плит будет на 20-40 мм меньше номинальной. Принятая но-
минальная ширина плит будет отличаться от конструктивной на 10-20 мм в
меньшую сторону. Высота сечения плиты назначается из соотношения 201 301
длины и составляет 220 мм для плит длиной до 9 м и 320 мм для плит длиной более 9 м. Количество пустот определяется шириной ребер и шириной между пустотами, величина которых составляет от 25 до 40 мм. Толщина верхней и нижней полок составляет от 25 до 35 мм.
4
2 Материалы пустотных панелей
Многопустотные панели перекрытия могут изготавливаться как из тя-
желого, так и легкого бетонов. Классов В15...В40. Класс бетона и его вид может быть задан в задании или принят самостоятельно в соответствии с п.п.2.6 [1].
Если класс рабочей арматуры в задании не задан, то им следует задаться,
а затем принять соответствующий класс бетона. Расчеты многопустотной пане-
ли по первой и второй группам предельных состояний выполняют с исполь-
зованием следующих характеристик бетона и арматуры:
Расчетное сопротивление бетона при расчетах по II группе предельных состояний сжатию Rb,scr , растяжению Rbt,ser , начальный модуль деформаций бе-
тона Eb ;
Расчетное сопротивление бетона сжатию Rb , растяжению Rbt ;
Коэффициент условий работы бетона b 2 .
Расчетное сопротивление арматуры при расчетах по II группе предель-
ных состояний растяжению Rs,ser .
Расчетное сопротивление арматуры растяжению Rs .
Эти характеристики принимаются в соответствии с таблицами 12, 13, 15, 18, 19, 20, 22, 23, 29 [1].
Помимо напрягаемой – продольной арматуры в сечениях пустотной па-
нели имеется и ненапрягаемая в виде сварных сеток и плоских каркасов. Сетки и каркасы изготавливаются из арматурной стали классов Bp-I и A-III. Сетки устанавливаются в верхней и нижней зонах, как правило, из конструктивных соображений. Площадь поперечных стержней плоских сварных каркасов и их шаг назначается расчетом панели по наклонным сечениям, при этом использу-
ется расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению Rsw по табли-
це 22 [1].
5
3 Сбор нагрузок и усилия, действующие на панели
Все нагрузки, действующие на пустотную панель перекрытия делятся на:
постоянные и длительно действующие, и кратковременно действующие. Если в задании величина кратковременно действующей нагрузки не задана, то всю за-
данную полезную нагрузку требуется самостоятельно разбить на длительно-
действующую и кратковременно действующую. Сбор нагрузок рекомендуется производить в табличной форме.
Таблица 1 - Сбор нагрузок на 1м панели перекрытия
Наименование и подсчет |
Нормативная |
Коэффициент |
Расчетная |
нагрузки |
нагрузка кН/м |
безопасности |
нагрузка, |
|
|
по нагрузке |
кН/м |
3.1 Расчет нормальных сечений многопустотных панелей
Многопустотная панель при расчете нормальных сечений, принимается двутаврового профиля с полками в сжатой и растянутой зонах. При этом вы-
сота сжатой полки принимается равной минимальной толщине слоя бетона над пустотой.
Так как сечение имеет полку в сжатой зоне, то метод расчета нормальных сечений панели определяется положением нейтральной оси. Если нейтральная ось проходит в пределах полки, то в расчете ширина сечения принимается рав-
ной ширине сжатой полки b b`f . Положение нейтральной оси устанавливают в соответствии с п.п.3.16 [1] из выражения
|
M R b` |
h` |
(h |
0,5h` |
) |
(3.1) |
|
b f |
f |
0 |
f |
|
|
где h`f |
- высота сжатой полки, мм |
|
|
|
|
|
b`f |
- ширина пустотной панели, мм |
|
|
|
||
h0 – рабочая высота сечения, мм |
|
|
|
|
||
|
h0 h a |
|
(3.2) |
|||
6
a - защитный слой бетона, принимаемый в соответствии с п.п.5.4-5.5 [1]
не менее 15 мм и не менее диаметра арматурного стержня. Если условия 3.1
выполняется, то величина коэффициента A0 определяется из выражения.
m M (3.3)
b2 Rb b`f h02
Взависимости от величины m по приложению А определяются коэф-
фициенты |
и . При этом относительная высота сжатой зоны |
x |
R , где R |
|
|||
|
|
h0 |
|
- граничная относительная высота сжатой зоны, определяемая в соответствии с п.п. 3.12 [1].
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.4) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
SR |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
sc,u |
|
1,1 |
|
|
||||
где - характеристика сжатой зоны бетона
|
a 0,008 Rb |
(3.5) |
|
a – коэффициент, зависящий от вида бетона |
|
|
(для тяжелого - 0,85, легкого - 0,8) |
|
|
SR - напряжения в арматуре, МПа, принимаемое для арматуры |
классов |
A-IV, A-V, A-VI: |
|
|
|
SR Rs 400 SP SP |
(3.6) |
В-II, Вр-II, К-7 и К-19: |
|
|
|
SR Rs 400 SP2 |
(3.7) |
где |
SR – величина предварительного напряжения арматуры определяемая с |
|
|
учетом потерь по п.п.1.23 [1] в зависимости от способа создания предвари |
|
|
тельного напряжения |
|
|
SR P Rs,ser |
(3.8) |
|
SR P 0,3Rs,ser |
(3.9) |
где |
P – допустимое отклонение от величины SR |
|
|
При механическом способе натяжения P 0,05 SR |
(3.10) |
|
При электротермическом и электротермомеханическом |
способах |
7
Р 30 |
360 |
, (МПа) |
(3.11) |
|
l |
||||
|
|
|
где l – длина натягиваемого стержня в метрах между наружными гранями упо-
ров.
Величина SR определяется при коэффициенте точности натяжения -
sp 1
sp 1 sp |
|
|
|
|
|
|
(3.12) |
|
При механическом способе натяжения |
|
SP 0,1, |
а при электротермиче- |
|||||
ском и электротермомеханическом способах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
1 |
|
|
||
sp 0,5 |
|
|
1 |
|
|
|
|
(3.13) |
|
|
n |
|
|||||
|
sp |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
p |
|
||
P и SR см. (3.8)- (3.11)
np – число стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента.
В выражении 3.4 SC,U – предельное напряжение в арматуре сжатой зоны
SC,U 400МПа при b2 1,0
SC,U 500МПа при b2 1,0
Если условие R выполняется, то следующим этапом расчета является определение площади поперечного сечения напрягаемой арматуры.
As |
|
|
M |
(3.14) |
|
|
|
||||
sb |
Rs h0 |
||||
|
|
|
Коэффициент условий работы напрягаемой арматуры s
формуле
|
|
|
|
|
|
|
sp |
( 1) |
2 |
|
1 |
|
|||||
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент принимается для арматуры классов
A-IV – 1,2
A-V, B-II Bp-II, К-7, К-19 – 1,15
A-VI - 1,1.
определяется по
(3.15)
8
Определив по формуле (3.14) площадь поперечного сечения напрягаемой арматуры по приложению Б принимают ближайшее большее значение. При этом следует учитывать при выборе количества продольных стержней, что рас-
стояние между рабочими стержнями не должно превышать 400 мм.
3.2 Расчет наклонных сечений панели
Расчет прочности наклонных сечений заключается в проверке прочности бетона на сжатие в полосе между наклонными трещинами и прочности бетона на растяжение в наиболее опасном сечении.
Первое условие, имеющее следующий вид должно выполняться всегда
(3.16)
где w1
w1 1 5 w 1,3
|
|
|
Еs |
|
w |
Asw |
(3.17) |
|
|
Eb |
bsw |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
Asw n Aswi |
|
|
|
||
где A |
площадь одного хомута, мм2; |
|
|
|
|||
swi – |
|
|
|
|
|
|
|
n – количество хомутов в сечении. |
|
|
|
||||
Значение Aswi принимается из конструктивных соображений.
Sw - шаг поперечных стержней, принимаемый в зависимости от высоты се-
чения плиты при h 450мм Sw h и Sw 150мм . |
|
2 |
|
b – суммарная ширина бетонного сечения между пустотами, мм; |
|
b1 - коэффициент, определяемый из имперической зависимости |
|
b1 1 Rb |
(3.18) |
- коэффициент, зависящий от вида бетона для тяжелого бетона 0,01
для легкого бетона 0,02 .
9
Если условие 3.16 не выполняется, то необходимо принять бетон более высокого класса или изменить диаметр, шаг и, если возможно, количество по-
перечных стержней.
Прочность наклонного сечения на действие поперечной силы по наклон-
ной трещине проверяется из условия
Q Qb,min b3 (1 n ) Rbt b h0 (3.19)
При этом значение коэффициента в зависимости от вида бетона b3 при-
нимается следующим:
для тяжелого и ячеистого - 0,6;
мелкозернистого - 0,5;
легкого при марке по средней плотности: D1900 и более - 0,5;
D1800 и менее - 0,4.
n –коэффициент, учитывающий влияние предварительного напряжения арматуры растянутой зоны
n |
0,1 |
|
|
|
P |
0,5 |
|||
|
|
|
|
||||||
Rbt |
b h0 |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||
где P sp Asp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f – коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в тавровых и дву- |
|||||||||
тавровых сечениях |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b` |
b h` |
||||
|
|
0,75 |
|
b |
|
f |
0,5 |
||
f |
|
|
b h0 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Значение b`f принимается не более b 3 h`f при условии анкеровки попе-
речной арматуры в сжатой зоне суммарный коэффициент 1 f n 1,5 .
Если условие (3.19) выполняется, то прочность наклонных сечений обес-
печена и поперечная арматура устанавливается только из конструктивных со-
ображений. Принятый шаг поперечных стержней не должен превышать макси-
мально возможный Smax S
10