Пк 63-15

7

3. Расчет и конструирование плиты перекрытия пустотной

Рассчитать рядовую плиту перекрытия ПК 63-15 с координационными размерами 6300х1500х220, принятую согласно схемы в архитектурно-конструктивном разделе для жилого здания в городе Ачинске.

3.1 Материалы для конструирования плиты

Для конструирования плиты принят бетон В15 и горячекатая арматура периодического профиля класса А400, конструктивная арматура и арматура каркасов холоднодеформированная периодического профиля класса В500.

Нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) R_b,_n=11,0МПа и осевому растяжению R_bt,n=1.10МПа.

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы R_b=8.5МПа и R_bt=0,75МПа,

Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй группы R_b,ser=11.0 МПа и R_bt,ser=1.10 МПа

γ_b1 = 0,9 - для бетонных и железобетонных конструкций при действии только постоянных и длительных нагрузок, вводимый к расчетным значениям R_b и R_bt; Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении E_b =24,0·10³, МПа

Расчетные значения сопротивления арматуры А400 для предельных состояний первой группы, растяжению продольной, R_s=355МПа; растяжению поперечной R_sw=285МПа; сжатию, R_sc=355МПа

Расчетные значения сопротивления арматуры В500 для предельных состояний первой группы, растяжению продольной, R_s=415МПа; растяжению поперечной R_sw=300МПа; сжатию, R_sc=360МПа

Значения модуля упругости арматуры E_s принимают одинаковыми при растяжении и сжатии и равными E_s = 2,0·10⁵ МПа = 2,0·10⁶ кгс/см².

3.2 Нагрузки на плиту перекрытия

Нагрузки на плиту складываются из постоянной нагрузки – собственного веса элементов и временной нагрузки, действующей на перекрытие. Временная, полезная нормативная полная нагрузка р=1.5кПа (150кгс/м²) для квартир жилых зданий принимается по СНиП 2.01.07-85^* табл.№3.

Собственный вес 1м² плиты 317кгс по ГОСТ 9561-91.

Подсчет нагрузок на 1м² перекрытия сводим в таблицу №1.

Нагрузка на 1 метр длины плиты перекрытия собирается с её номинальной ширины В_н=1500мм=1.5м.

q=gх1.5=6.127х1.5=9.19кНм

«Схема опирания плиты на стены»

Таблица №1 «Сбор нагрузок на 1 м² перекрытия»

Нагрузка	Подсчет	Нормативная		Коэф.	Расчетная
		кгс/м2	кН/м2		кгс/м2	кН/м2
Постоянные
Линолеум t=3мм., =1400кг/м3	0.002х1400	2.8	0.028	1.2	3,36	0,033
Подоснова t=2мм., =150кг/м3	0,002х150	0.3	0.003	1.2	0,36	0,0036
Мастика КН2 t=1мм., =1000кг/м3	0,001х1000	1.0	0.01	1.3	1,3	0,013
Ц/п р-р t=20мм., =1800кг/м3	0,02х1800	36.0	0,36	1.3	46.8	0.468
Пленка полиэтиленовая	-	-	-	1.2	-	-
Керамзитобетон t=100мм., =150кг/м3	0,1х150	15.0	0,15	1.2	18.0	0.18
Плита ж/б		317.0	3.17	1.1	348.7	3.48
Итого постоянные		372.1	3.72		417.7	4.177
Временные
Длительные		30.0	0.3	1.3	39.0	0.39
Кратковременные		150.0	1.5	1.3	195.0	1.95
Итого постоянные + длит.		402.1	4.02		456.7	4.567
Итого полное		522.1	5.22		612.7	6.127

3.3 Расчет плиты по предельным состоянием первой группы

3.3.1 Расчетная схема и расчетное сечение

Расчетное сечение плиты можно представить как тавровое с размерами:

Высота полки

Ширина швов между плитами согласно ГОСТ 9561-91 принята 10мм, тогда конструктивная ширина плиты

Ширина полки с учетом подрезок

Расстояние между пустотами плиты диаметром 159мм принято 30мм, требуемое число пустот в плите принято n=7шт, количество средних ребер n^ср=7-1=6шт.

Ширина ребра при этом ширина крайних ребер

Рабочая высота сечения

где:

а - равноудаленное от геометрического центра арматуры до нижней растянутой зоны бетона, определяемое

h_з.с. – толщина защитного слоя бетона рабочей арматуры, при нормальной влажности в закрытых помещениях, для сборных элементов принимается 15 мм.

d – диаметр рабочей арматуры; предварительно принимаем 20мм.

«Расчетное сечение плиты»

3.3.2 Расчет плиты на действие изгибающих моментов

Расчет сечений, имеющих полку в сжатой зоне, производят в зависимости от положения границы сжатой зоны:

Расчет производим в предположении, что сжатая арматура по расчету не требуется .

Проверим условие, если граница сжатой зоны проходит в полке, т.е. соблюдается условие:

где: М – изгибающий момент, определяемый по формуле как для однопролетной простой балки

т.е. граница сжатой зоны проходит в полке, и расчет производим как для прямоугольного сечения шириной b = b'_f =1460 мм.

Вычисляем значение:

т.е. сжатая арматура действительно по расчету не требуется.

Площадь сечения растянутой арматуры вычисляем по формуле:

Количество стержней принимаем по числу ребер n=8шт. По сортаменту принимаем 8 диаметров 12 А400 с А_s=905мм², что удовлетворяет требованиям

3.3.3 Расчет плиты при действии поперечных сил

3.3.3.1 Расчет плиты по полосе между наклонными сечениями

Расчет плиты по бетонной полосе между наклонными сечениями производят из условия

т.е. прочность обеспечена

где Q - поперечная сила в нормальном сечении, принимаемая на расстоянии от опоры не менее h_o. И определяется по формуле

3.3.3.2 Расчет плиты по наклонным сечениям на действие поперечных сил

Расчет изгибаемых элементов по наклонному сечению производят из условия:

где Q - поперечная сила в наклонном сечении с длиной проекции с от внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения;

Q_b - поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении;

Q_sw - поперечная сила, воспринимаемая хомутами в наклонном сечении.

Поперечную силу Q_b определяют по формуле

где:

Значение Q_b принимают не более 2,5R_btbh_o=2.50.750.9347195=114184Н

и не менее 0,5R_btbh_o.=0.50.750.9347195=22836Н

Значение с определяют согласно

Т.к. при расчете элемента на действие равномерно распределенной нагрузки q невыгоднейшее значение с принимают равным: ,

При этом соблюдается условие

если нагрузка q включает в себя временную нагрузку, которая приводится к эквивалентной по моменту равномерно распределенной нагрузке.

Хомуты учитываем в расчете т.к. q_sw=377,33Н/мм > 0,25R_btb=0,250,750,9347=58.55Н/мм

Усилие в хомутах на единицу длины элемента определяем по формуле:

где:

А_sw – принимаем площадь сечения поперечной арматуры холоднодеформированной периодического профиля класса В500 диаметром 6мм. Расстояния между поперечными стержнями у каждой поверхности элемента должны быть не более 600 мм при этом устанавливаем каркасы числом n=4 в крайних ребрах и через 1490/3=496мм;

В железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом s не более 0,5h_o=0.5195=92.5мм принято s_sw=90мм. При этом выполняется требование:

Усилие Q_sw определяют по формуле:

где: c_о - длина проекции наклонной трещины, но не более 2h_o=2195=390мм.

3.4 Расчет плиты по предельным состоянием второй группы

3.5 Определение диаметра подъемных петель

Собственный вес плиты

где:

317.0 – вес 1м² плиты пустотной типа 1ПК согласно ГОСТ 9561-91

6,3 – длина плиты в метрах;

1.5 – ширина плиты в метрах.

Усилие на одну петлю с учетом перекоса и перегрузки при отрыве:

где:

30 – собственный вес плиты в кН;

1.5 – коэффициент перегрузки при подъеме;

3 – количество петель.

По таблице 5.4 пособие к СП 52-101 принимаем диаметр стержня петли 14мм из арматуры класса А240.

3.6 Конструирование плиты с ненапряженной рабочей арматурой

В плитах с ненапряженной рабочей арматурой - при высоте поперечного сечения h=220> 150мм, рабочие стержни диаметром 12мм укладывают по низу плиты в каждое ребро c шагом s=185мм. Стержни объединяют в нижнюю сетку С-1 поперечными конструктивными стрежнями, диаметр которых принимаем по условию технологии сварки d_sw=0,25d_s=0,25·12=3мм из арматуры класса В500, длиной 1490-10-10=1470мм шаг поперечных стержней принимаем s=1,5h=1.5·220=330мм.

В верхней полке плиты устанавливаем конструктивно сетку С-2 из арматуры класса В500 диаметром 4мм. Продольные стержни длиной l=6250-10-10=6230мм устанавливаем над пустотами с шагом s=185мм с защитным слоем 10мм, а поперечные стержни длиной l=1460-10-10=1440мм при высоте полки hf = 30.5 устанавливаем с шагом s=200мм.

В торцах плиты устанавливаем по 4 вертикальных каркаса КР-1 из арматуры класса А240 диаметром 6мм. Продольные стержни длиной l=1550мм c шагом s=160мм, поперечные стержни длиной l=220-15-15=190мм с шагом s_sw=90мм.

Для подъема плиты предусмотрено 4 петли из арматуры класса А240 диаметром 14мм.

Л

Лист

ист

Изм

№ док

Подпись

Дата

Лист

Кол

Комплексный курсовой проект.