Дипломная (вкр): Проектирование жилого дома на 22 квартиры в г. Вологда

см; см.

Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно-опертая балка, загруженная равномерно-распределенной нагрузкой.

Усилия от расчетной полной нагрузки:

-        изгибающий момент в середине пролета

 кН×м;

-        поперечная сила на опорах

 кН.

Усилия от нормативной нагрузки:

-        полной:

 кН×м;

-        постоянной и длительной:

 кН×м.

Расчетная схема плиты и эпюры усилий.

Расчет по прочности сечения, нормального к продольной оси плиты

При расчете по прочности расчетное поперечное сечение плиты принимается тавровым с полкой в сжатой зоне (свесы полок в растянутой зоне не учитываются). При расчете принимается вся ширина верхней полки см, так как:

см см,

где конструктивный размер плиты.

Положение границы сжатой зоны определяется согласно:

;

Следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке, и расчет плиты ведется как прямоугольного сечения с размерами  и .

Коэффициент

.

По прил. 10 методических указаний при .

Граничная относительная высота сжатой зоны определяется по формуле

, где

 - характеристика сжатой зоны бетона, определяемая по формуле: ;  - коэффициент, принимаемый равным для тяжелого бетона ;  - напряжение в арматуре, МПа, принимаемое для арматуры класса A-IV

;

 - напряжение, принимаемое при коэффициенте ;

- потери напряжения, равные при неавтоматизированном электротермическом способе натяжения нулю;

 - предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, принимаемое для конструкций из тяжелого бетона с учетом действующих нагрузок МПа.

;

Величина  должна удовлетворять условию:  и .

При электротермическом способе натяжения  МПа, где - длина натягиваемого стержня (расстояние между наружными гранями упоров), м.

При выполнении условия получим  МПа. Значение  вводится в расчет с коэффициентом точности натяжения , определяемым по формуле :

.

При электротермическом способе натяжения величина вычисляется по формуле:

, где

- число стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента.

Число напрягаемых стержней предварительно принимаем равным числу ребер в многопустотной плите, т.е. . Тогда

.

При благоприятном влиянии предварительного напряжения . Предварительное напряжение с учетом точности натяжения составит:  МПа.

При условии, что полные потери составляют примерно 30% начального предварительного напряжения, последнее с учетом полных потерь будет равно: МПа. По формуле:

 МПа, где

 принимается при коэффициенте  с учетом потерь. При электротермическом способе натяжения, как уже отмечено выше, потери равны нулю, поэтому  МПа.

 МПа. С учетом всего вышеизложенного:

.

Так как , то площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле:

, где

- коэффициент условий работы арматуры, учитывающий сопротивление напрягаемой арматуры выше условного предела текучести. По формуле (27) [1]:

.

Для арматуры класса A400 . С учетом этого получим:

. Поэтому принимаем . Тогда площадь сечения арматуры будет равна:

 см². Рассмотрим несколько вариантов подбора сечения арматуры:

Принимаем по сортаменту 2Æ12 A400 с  см² и 2Æ10 A400 с  см². Общая площадь см², что больше требуемой площади сечения. Вариант удовлетворяет поставленным условиям, и принимаем данную комбинация к дальнейшему расчету.

При числе стержней напрягаемой арматуры получим:

.

Тогда ;

 МПа;

 МПа;  МПа. Тогда

;

.

Следовательно,  и принятая площадь арматуры остается без изменения. Максимальное расстояние между напрягаемыми стержнями арматуры принимается не более 600 мм, что соответствует требованию п 5.20 при . Расчет по прочности сечения, наклонного к продольной оси плиты. Расчет прочности наклонных сечений выполняется согласно п.3.29…3.31. Поперечная сила кН.

Предварительно при опорные участки плиты за армируем в соответствии с конструктивными требованиями. Для этого с каждой стороны плиты устанавливаем по четыре каркаса длиной  с поперечными стержнями Æ4 Вр-I, шаг которых см. ( мм).

По формуле проверяем условие обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами:

, где

- коэффициент, учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента; - коэффициент, учитывающий класс и вид бетона. , но не более 1,3; где

 и .

;

При см² (4Æ4 В500) коэффициент поперечного армирования . Отсюда .

Коэффициент , где для тяжелого бетона.

Делаем проверку: ;

Следовательно, размеры поперечного сечения плиты достаточны для восприятия нагрузки. Проверяем необходимость постановки расчетной поперечной арматуры исходя из условия:

, где

- коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона.

Коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок в двутавровых элементах, равен:

;

При этом принимается, что . С учетом этого получаем: . Коэффициент, учитывающий влияние продольной силы обжатия  равен:

, где

(значение силы обжатия  см. ниже) принимается с учетом коэффициента :

;

Принимаем . Тогда .

.

Следовательно, условие удовлетворяется, поперечная арматура ставится по конструктивным требованиям.

Расчет плиты по предельным состояниям второй группы.

Геометрические характеристики приведенного сечения

Круглое очертание пустот заменим эквивалентным квадратным со стороной см. Размеры расчетного двутаврового сечения:

         толщина полок  см;

         ширина ребра см;

         ширина полок см,  см.

При  площадь приведенного сечения составит:

 см².

Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани равен:

Расстояние от нижней грани до центра тяжести приведенного сечения равно:

см.

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести равен:

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней зоне равен:

см³;

то же, по верхней зоне:

 см³.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, согласно формуле:

.

Максимальное напряжение в сжатом бетоне от внешней нагрузки и усилия предварительного напряжения составит:

, где

- изгибающий момент от полной нормативной нагрузки,

- усилие обжатия с учетом всех потерь  (см. расчет потерь),

 Н.

Эксцентриситет усилия обжатия равен:

 см.

;

, принимаем .  см.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до ядровой точки, наименее удаленной от растянутой зоны, составляет:

см.

Упругопластический момент сопротивления по растянутой зоне, определяемый по формуле: