Печать / Записка АСИ
.pdf
2. Расчётно-конструктивная часть
2.1 Обоснование выбора проектируемых конструкций, выбор материала и определение расчётных характеристик
Согласно разработанной архитектурно-строительной части дипломного проекта принята следующая проектируемая конструкция:
плита перекрытия марки ПТС 33.37.16-5,3-1 серии 90М Гр-1.10-КЖ6.
Принятая конструкция соответствует территориальному каталогу индустриальных конструкций и изделий для строительства в Республике Беларусь, что даёт возможность обеспечить сокращение общего количества типоразмеров и марок конструкций, применяемых в данном районе; ускорить внедрение прогрессивных и снятие с производства устаревших конструкций и изделий; создать условия для специализации предприятий стройиндустрии и организаций централизованного изготовления опалубочных форм, оснастки арматурных и закладных изделий; упростить взаимоотношения между проектируемыми и подрядными организациями.
Согласно требованиям СНБ 5.03.01-2020 [7] для изготовления плиты перекрытия принимаем следующие материалы:
-бетон класса С20/25, для которого необходимые расчётные характеристики будут равны:
|
= 20 МПа – характеристическое сопротивление бетона осевому сжатию; |
|
|||||||||
расчетное сопротивление бетона сжатию fcd определяется по |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
= |
, |
|
|
|
(2.1) |
|
где |
- |
частный коэффициент безопасности по бетону принимаемый при расчете по |
|||||||||
первой группе предельных состояний железобетонных элементов - 1,5. |
|
||||||||||
Тогда расчётное сопротивления бетона сжатию |
равно |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
= |
20 |
15 |
= 13,3МПа; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, . = 1,5 МПа – характеристическое сопротивление бетона осевому сжатию |
|||||||||||
соответствующее 5% квантилю статистического распределения прочности; |
|
||||||||||
= 2,2 МПа – средняя прочность бетона на осевое растяжение; |
|
||||||||||
расчетное сопротивление бетона растяжению |
определяется по формуле |
|
|||||||||
|
= |
, . |
, |
|
|
|
|
|
(2.2) |
|
|
Тогда расчетное сопротивления бетона растяжению равно: |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
= 1,5 |
1,5 = 1,0МПа; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
ДП 2-70 02 01-01.31.20-1.09.24.АСИ ПЗ |
Лист |
||||
|
|
|
|
|
|
3 |
|||||
Изм. Колич. |
Лист |
№док. |
Подпись Дата |
|
|
|
|
|
|
||
модуль деформации бетона [7, табл.6.3]
Есm=32∙103∙0,9=28,8 ГПа.
- арматура класса S500, для которой:
fyk= 500 МПа – характеристическое сопротивление арматуры; расчетное сопротивление арматуры fyd определяется по формуле:
|
= |
|
(2.3) |
|
|
= 500 |
= 417МПа, |
1,2
где γs - частный коэффициент безопасности для арматуры, равный для арматуры диаметром 6-22 мм класса S500 – 1,2.
fywd = 300 МПа – расчетное сопротивление поперечной арматуры класса S500 диаметром
4-5мм;
Es = 200 кН/мм2 - модуль упругости арматуры. - арматура класса S240, для которой:
fyd = 218 МПа – расчетное сопротивление арматуры класса S240,
fywd = 157 МПа – расчетное сопротивление поперечной арматуры класса S240.
2.2 Сбор нагрузок на рассчитываемые элементы
Нагрузка на плиту перекрытия складывается из постоянной, состоящей из собственного веса элементов перекрытия, и временной, устанавливаемой СН 2.01.02-2019 [8] в зависимости от назначения здания. В данном случае для промышленного здания полное функциональное значение qk=1,35 кН/м2 при частном коэффициенте безопасности для воздействия (нагрузки) γF=1,4.
Подсчет нагрузки на 1 м2 плиты сводим в таблицу 2.1.
ДП 2-70 02 01-01.31.20-1.09.24.АСИ ПЗ |
Лист |
4 |
Изм. Колич. Лист №док. Подпись Дата
|
Таблица 2.1 - Характеристическая и расчетная нагрузки |
|
|
|
|
|
Характеристические |
|
Расчётная |
|
Наименование нагрузки |
|
нагрузка, |
|
|
значения, кН/м2 |
|||
|
|
|
кН/м2 |
|
|
|
|
|
|
1. Постоянная |
|
|
|
|
1.1 |
Элакром К-СТ-БП-К/ПП-4,0 |
0,04 |
1,3 |
0,052 |
1.2 |
Элакром К-СТ-БП-ПП/ПП-3,0 |
0,03 |
1,3 |
0,039 |
1.3 |
Праймер битумный менее 1 мм |
0,0001 |
1,3 |
0,00013 |
1.4 |
Стяжка цементно-песчаная армированная |
|
|
|
|
=30 мм, =1800 кг/м3 |
0,03х18=0,54 |
1,3 |
0,162 |
1.5 |
Маты минераловатные |
|
|
|
|
=140 мм, =200 кг/м3 |
0,14х2=0,28 |
1,3 |
0,364 |
1.6 |
Стяжка цементно-песчаная армированная |
|
|
|
|
=30 мм, =1800 кг/м3 |
0,03х18=0,54 |
1,3 |
0,702 |
1.7 |
Железобетонная плита |
|
|
|
|
=300 мм, =2500 кг/м3 |
0,3х25=7,5 |
1,2 |
9,75 |
|
Всего |
8,93 |
- |
11,07 |
Переменная (функциональная) |
1,35 |
1,4 |
1,89 |
|
|
Итого: |
10,28 |
- |
12,96 |
2.3 Выбор расчетных схем
Расчетные пролеты плиты в двух направлениях при конструктивных размерах 3660х3260 мм и глубине опирания 160 и 140 мм по одной стороне и 120 мм по другой, согласно архитектурно–строительной части равны:
|
= 3260 − 120 |
− 120 |
= 3140 мм |
|
(2.4) |
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
= 3660 − 160 |
− 140 |
= 3510 мм |
|
(2.5) |
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
Так как соотношение |
двух пролётов |
плиты |
|
= 3,51 |
3,14 |
= 1,12 < 3, то плиту |
|
|
|
|
|
||
рассчитываем как свободно опёртую по всему контуру (рисунок 2.1), где опоры показаны
штриховой линией, с равномерно-распределённой нагрузкой. |
|
|
|||||||
Для расчетной схемы основное уравнение предельного равновесия примет вид |
|
||||||||
|
q 3 l2 l1 |
M |
|
|
l2 Msd1 |
, |
(2.6) |
||
24 |
sd1 |
|
|||||||
|
|
M |
sd2 |
l |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
ДП 2-70 02 01-01.31.20-1.09.24.АСИ ПЗ |
Лист |
|||||||
|
5 |
||||||||
Изм. Колич. Лист №док. Подпись Дата
|
|
|
|
Рисунок 2.1 – Расчетная схема плиты |
|
|
||||
|
При |
|
= 1,12 соотношение пролётных моментов равно |
= 0,39. |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда максимальный пролёт будет равен: |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
∙ ∙ |
∙ |
|
∙ ∙( . |
) = 1,3кНм |
(2.7) |
|
|
|
|
|
= |
= . |
∙ |
||||
|
|
|
|
∙ |
. |
∙( . |
. |
) |
|
|
|
|
|
|
= |
∙0.39 = 1,3∙0,39 = 0,51кНм |
|
(2.8) |
|||
|
где Мsd1, Мsd2 – пролетные моменты плиты. |
|
|
|
|
|
||||
|
2.4 Расчет по первой группе предельных состояний |
|
|
|
||||||
|
Рабочая высота сечения d определяется по формуле |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
= − , |
|
|
|
|
(2.9) |
|
где h – высота сечения; |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
с – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до крайнего растянутого волокна, |
|||||||||
принимаем с=30 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Тогда рабочая высота сечения d равна |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
= 160 − 30 = 130 мм. |
|
|
|
|||
|
Определяем арматуру вдоль пролета l1 для полосы шириной 1 м по моменту |
|
||||||||
|
= 1,3кНм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет выполняем с использованием таблиц, для чего вычисляем αm по формуле |
|
||||||||
|
|
|
|
|
= ∙ |
∙ ∙ |
|
|
|
(2.10) |
|
где - коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки, неблагоприятный |
|||||||||
способ ее приложения и принимается для бетонов класса ниже С50/60 – 1,0. |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
1,3∙10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1,0∙13,3∙1000∙130 |
= 0,006. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
ДП 2-70 02 01-01.31.20-1.09.24.АСИ ПЗ |
Лист |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
Изм. |
Колич. Лист |
№док. Подпись Дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
При αm=0,006 устанавливаем, что деформированное состояние соответствует области 1а, что означает достижение растянутой арматурой предельных деформаций. Вычисленному αm=0,006 соответствует коэффициент = 0,997, ξ = 0,006.
Площадь сечения арматуры определяется по формуле
|
|
A |
|
|
Msd |
, |
(2.11) |
|
|
|
f |
|
|
d |
|||
|
|
st |
yd |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
= |
1,3∙ 10 |
|
|
= 25 мм |
= 0,25см . |
||
417 ∙ 0,997 ∙ 130 |
||||||||
Принимаем по сортаменту арматуру класса S500 на 1 м семь стержней с шагом 150 мм |
||||||||
диаметром 8 мм площадью |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 7∙0,503 = 3,52см |
> 0,25см . |
|||||
Определяем необходимое количество арматуры в направлении пролёта l2, для полосы |
||||||||
шириной 1 м по моменту |
= 0,51 кНм. |
|
|
|
|
|
|
|
Вычисляем m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,51∙10 |
|
|
||||
|
|
= 1,0∙13,3∙1000∙130 |
= 0,043. |
|||||
При αm=0,043 устанавливаем, что деформированное состояние соответствует области 1а, что означает достижение растянутой арматурой предельных деформаций. Вычисленному αm=0,043 соответствует коэффициент = 0,978, ξ = 0,044.
Площадь арматуры составит
|
0,51∙10 |
= |
417∙0,978∙130 = 10 мм = 0,10см . |
Принимаем по сортаменту арматуру класса S500 на 1 м семь стержней с шагом 150 мм, |
|
диаметром 5 мм площадью |
|
|
= 7∙0,196 = 1,37см > 0,10см . |
Согласно серии плиты устанавливаем плоские каркасы, продольные стержни которых из арматуры класса S500 диаметром 8 мм, поперечные из арматуры класса S500 диаметром 5 мм с шагом 150 мм.
Расчетом подтвердили, что армирование плиты согласно серии обеспечивает её прочность по нормальным сечениям в двух направлениях.
ДП 2-70 02 01-01.31.20-1.09.24.АСИ ПЗ |
Лист |
7 |
Изм. Колич. Лист №док. Подпись Дата