Проектирование трехэтажного жилого здания
1. Исходные данные
Здание трёхэтажное, без подвала, с размерами в плане 30 х 22.2 м в крайних разбивочных осях. Сетка колонн 6,0х7,4 м. Высота этажа -3,0м. Кровля плоская, совмещенная. Нормативная временная нагрузка на перекрытие 3,5 кН/м2, где длительная часть нагрузки - 2 кН/м2, кратковременная часть нагрузки - 1,5 кН/м2. Коэффициент надежности по назначению здания . Температурные условия здания нормальные, влажность воздуха выше 40%. Район строительства г. Ростов. Снеговой район II(карта 1 [4]). Нормативная снеговая нагрузка -1.5 (табл.4[4]).
2. Конструктивная схема здания
Здание многоэтажное каркасное с неполным ж / б каркасом и несущими наружными кирпичными стенами. Железобетонные перекрытия разработаны в двух вариантах: сборном и монолитном исполнение. Пространственная жесткость здания решена по рамно-связевой схеме. В сборном варианте поперечная жесткость здания обеспечивается поперечными рамами и торцевыми стенами, воспринимающими горизонтальные ветровые нагрузки через диски перекрытий. Торцевые стены служат вертикальными связевыми диафрагмами.
В здание жесткость поперечных диафрагм (стен) намного превышает жесткость поперечных рам, и горизонтальные нагрузки передаются на торцевые стены. Поперечные же рамы работают только на вертикальную нагрузку. Жесткость здания в продольном направление обеспечивается жесткими дисками перекрытий и вертикальными связями, установленными в одном среднем пролете на каждом ряду колонн по всей высоте здания.
3. Конструктивная схема сборного перекрытия
Ригели расположены поперек здания, перекрывая большие пролеты, и опираются на продольные несущие стены и консоли колонн. Такое расположение колон с ригелями принято на сварке закладных деталей и выпусков арматуры с последующим замоноличиванием стыков. Опирание ригелей на стены принято шарнирным. Плиты перекрытия пустотные, предварительно напряженные, опирающиеся на ригели поверху. Сопряжение плит с ригелем принято на сварке закладных деталей с замоноличиниваем стыков и швов. Привязка стен к крайним разбивочным осям: к продольным - нулевая, к поперечным -120мм. Заделка ригелей в стены 250 мм.
Конструктивная схема сборного перекрытия представлена на рис.1.
П1-6,0*2,0м-4ш
П2-6,0*2,0м-6ш
П3-6,0*2,4м-4ш
П4-6,0*2,4м-6ш
П5-6,0*1,8м-6ш
П6-6,0*2,0м-8ш
4. Расчет и конструирование пустотной предварительно напряжённой плиты
4.1 Размеры и форма плиты
Рис. 2 Сечение плиты.
LК= LН - b - 20= 6000-350-20= 5630 мм. ВК= ВН-2δ=2000-10=1990 мм.
4.2 Расчётный пролёт плиты.
hр = (1/12)×l =(1/12) ×7400 = 620 мм= 650 мм;
b = 0.5 ×h = 0,5·650 = 325 мм= 350мм.
При опирании на опорный столик ригеля расчетный пролет:
l0 = LН-b-а =6000-350-120 = 5530 мм.
Рис. 3 Опирание плиты на ригель.
4.3 Расчётная схема, расчётное сечение
Рис. 4. Схема нагрузок.
4.4 Характеристики материалов
Пустотную предварительно напряженную плиту армируют стержневой арматурой класса А-V с электрохимическим натяжением на упоры форм. Плиты подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении.
Характеристики арматуры:
1) Нормативное сопротивление арматуры растяжению: Rsn=785 МПа,
2) Расчётное сопротивление арматуры растяжению: Rs=680 МПа,
3) Модуль упругости: Еs=190000 МПа.
К плите предъявляют требования 3-й категории по трещиностойкости. Бетон принят тяжёлый класса В25 в соответствии с принятой напрягаемой арматурой.
Характеристики бетона:
1) Нормативная призменная прочность бетона на сжатие: Rbn=18,5 МПа,
2) Расчётная призменная прочность бетона на сжатие: Rb=14,5 МПа,
3) Коэффициент условий работы бетона: b2 = 0,9,
4) Нормативное сопротивление бетона осевому растяжению: Rbtn= 1,6 МПа,
5) Расчётное сопротивление бетона осевому растяжению: Rbt= 1,05 МПа,
6) Модуль упругости бетона: Еb=30000 МПа.
Проверяем выполнение условия:
sp+p<Rsn;
При электротермическом способе натяжения:
p=30+360/l = 30+360/6,0 = 90 МПа,
где: l - длина стержня; l = 6,0 м,
sp=0,75х785=588,75 МПа,
sp+p = 590+93,16 = 683,16 МПа<Rsn=785 МПа - условие выполняется.
Вычисляем предельное отклонение предварительного напряжения по формуле:
где: nр - число напрягаемых стержней плиты. Коэффициент точности натяжения при благоприятном влиянии предварительного напряжения по формуле:
При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимается:
Предварительное напряжение с учетом точности натяжения:
sp=0,9×588,75=529,875 МПа.
Подсчет нагрузок на 1 м2 перекрытия приведен в таблице 1.
4.5 Нагрузки. Расчетные и нормативные нагрузки
Подсчет нагрузок на 1м2перекрыти приведен в таблице 1. Находим расчетную нагрузку на 1м длины при ширине плиты , с учетом коэффициента надежности по назначению здания ;
Постоянная
Полная
Нормативная нагрузка на 1м длины:
Постоянная
Полная
В том числе постоянная длительная
Таблица .1
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка кН/м2 |