Многоэтажное производственное здание

y2=0.5*(h-hf’)=0.5*(40-5)=17.5 см.

Площадь приведенного сечения:

Ared=A+α*Asp=1395+7.037*5.089=1430.81 см2,

где A=A1+A2=800+595=1395 см2– площадь бетонной части поперечного сечения панели;

A1=hf’*bf’=5*160=800 см2;

A2=(h-hf’)*b1=(40-5)*17=595 см2;

a=Еs/Еb=190000/27000=7.037 – коэффициент приведения арматуры к бетону.

Статический момент площади сечения бетона отн

осительно растянутой грани:

Sred=A1*y1+A2*y2+α*Asp*asp=800*37.5+595*17.5+7.037*5.089*5=40591.6 см3.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до растянутой грани:

y0=Sred/Ared=40591.6/1430.81=28.37 см.

Момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести:

Ired=I1+I2+α*Isp+A1*(y0-y1)2+A2*(y0-y2)2+α*Asp*(y0-аsp)2=

=bf’*(hf’)3/12+bf’*(h-hf’)3/12+α*π*dsp4/64+A1*(y0-y1)2+A2*(y0-y2)2+α*Asp*(y0-аsp)2=

=160*(5)3/12+160*(40-5)3/12+7.037*π*1.84/64+800*(28.37-37.5)2+595*(28.37-17.5)2+7.037*5.089*(28.37-5)2=729886.0 см4.

Момент сопротивления приведенного сечения по нижней и по верхней зонам:

Wred=Ired/y0=729886.0/28.37=25727.8 см3,

Wred’=Ired/(h-y0)=729886.0/(40-28.37)=62756.5 см3.

3.4 Определение потерь предварительного напряжения и усилия обжатия

Предварительные напряжения без потерь ssp=0.9*Rsp.ser=0.9*785=706.5 МПа.

Первые потери:

1. Потери от релаксации напряжений арматуры при электротермическом способе натяжения для арматуры классов А800:

Dssp1=0,03*ssp=0,03*706.5=21.195 МПа.

2. Изделие при пропаривании нагревается вместе с формой и упорами, поэтому температурный перепад между ними равен нулю и, следовательно, Dssp2=0 МПа.

3. Потери от деформации стальной формы при электротермическом способе натяжения арматуры Dssp3=0 МПа.

4. Потери от деформации анкеров при электротермическом способе натяжения арматуры Dssp4=0 МПа.

Суммарные первые потери

Dssp(1)=Dssp1+Dssp2+Dssp3+Dssp4=21.195 МПа.

Усилие обжатия с учетом первых потерь:

P(1)=Asp*(ssp-Dssp(1))=508.9*(706.5-21.195)/103=348.78 кН.

Максимальное сжимающее напряжение бетона sbp от действия усилия P(1):

sbp=P(1)/Ared+P(1)*е0р1*уs/Ired=(348.78/1430.81+348.78*23.37*28.370/729886.0)*10=5.61 МПа < 0,7*Rb=10.15 МПа,

где e0p1=ysp=y0-аsp=28.37-5=23.37 см – эксцентриситет усилия Р(1) относительно центра тяжести приведенного сечения элемента,

уs=y0=28.370 см – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до наиболее сжатой грани в стадии обжатия.

Вторые потери:

5. Потери от усадки бетона:

Dssp5=eb,sh*Es=0.0002*190000=38 МПа,

где eb,sh=0.0002 – деформация усадки бетона (для бетона класса B25).

6. Потери напряжений в напрягаемой арматуре от ползучести бетона:

Dssp6=0,8*jb,cr*a*sbp/[1+a*msp*(1+e0p1*asp*Аred/Ired)*(1+0.8*jb,cr)]=0,8*2.5*7.037*5.61/[1+7.037*msp*(1+23.37*5*1430.81/729886.0)*(1+0.8*2.5)]=64.89 МПа,

где jb,cr=2.5 – коэффициент ползучести бетона;

a=Еs/Еb=190000/27000=7.037 – коэффициент приведения арматуры к бетону;

msp=Аsp/А=5.089/1395=0.00365 – коэффициент армирования.

Суммарные вторые потери

Dssp(2)=Dssp5+Dssp6=38+64.89=102.89 МПа.

Общие потери

Dssp=Dssp(1)+Dssp(2)=21.195+102.89=124.09 МПа > 100 МПа =>

Dssp=124.09 МПа < 0.3*ssp=211.95 МПа =Dssp=124.09 МПа.

Напряжение с учетом всех потерь:

ssp2=ssp-Dssp=706.5-124.09=582.41 МПа.

Усилие обжатия от напрягаемой арматуры в растянутой зоне с учетом всех потерь напряжений:

Р=ssp2*Asp-Dssp(2)*As=582.41*508.9-102.89*100.5=286.07 кН.

3.5 Расчет панели на прочность по наклонному сечению

Наибольшая поперечная сила в опорном сечении: Qmax=87.065 кН.

Np=0,7*P=0,7*286.067=200.247 кН/м,

Nb=1,3*Rb*A1=1,3*14.5*68000=1281800 Н/м > Np=200.247 кН/м => Nb=1281.8 кН/м,

где A1=b1*h=170*400=68000 мм2 – площадь бетонного сечения без учета свесов сжатой полки.

Отношение Np/Nb=200.247/1281.8=0.156.

Определим коэффициент jn:

jn=1+3*Np/Nb-4*(Np/Nb)2=1+3*0.156-4*(0.156)2=1.371, тогда

Mb=1.5*jn*Rbt*b1*h02=1,5*1.371*1.05*170*0.352=44.97 кН*м.

q1=P-0,5*Pv=32.855-0,5*26.080=19.815 кН/м.

Qb1=2*(Mb*q1)0.5=2*(44.97*19.815)0.5=59.701 кН < 2*Mb/h0-Qmax=2*44.97/0.35-87.065=169.904 кН.

qsw=(Qmax-Qb1)/(1.5*h0)=(87.065-59.701)/(1.5*0.35)=52.121 кН/м.

jn*Rbt*b1*h0=1.371*1.05*170*0.35=85.66 кН.

Qb1=59.701 кН < jn*Rbt*b1*h0=1.371*1.05*170*0.35=85.66 кН. =>

при Qb1<jn*Rbt*b*h0 принимаем

qsw=(Qmax-Qb.min-3*h0*q1)/(1.5*h0)=(87.065-42.828-3*0.35*19.815)/(1.5*0.35)=44.631 кН/м, где

Qb,min=0,5*jn*Rbt*b*h0=0,5*1.371*1.05*170*0.35=42.828 кН.

Итак, qsw=44.631 кН/м.

qsw=44.631 кН/м < 0,25*jn*Rbt*b1=0,25*1.371*1.05*170=61.183 кН/м

Так как qsw<0,25*jn*Rbt*b тогда:

qsw=(Qmax/h0+8*q1)/1.5-[((Qmax/h0+8*q1)/1.5)2-(Qmax/(1.5*h0))2]0.5=

=(87.065/0.35+8*19.815)/1.5-[((87.065/0.35+8*19.815)/1.5)2-(87.065/(1.5*0.35))2]0.5=

=56.530 кН/м.

(Qmax/h0-3*q1)/3.5=(87.065/0.35-3*19.815)/3.5=54.089 кН/м.

qsw=56.530 кН/м >(Qmax/h0-3*q1)/3.5=54.089 кН/м => qsw=56.530 кН/м.

Окончательно получим qsw=56.530 кН/м.

Шаги хомутов у опоры S1 и в пролете S2 должны быть:

S1≤0,5*h0=0,5*350=175 мм,

S1≤300 мм,

S2≤0,75*350=0,75*350=262.5 мм,

S2≤500 мм.

Шаг хомутов, учитываемых в расчете, должен быть не более значения:

Sw.max=jn*Rbt*b1*h02/Qmax=1.371*1.05*170*0.352/87.065=344.3 мм.

Принимаем шаг хомутов у опоры S1=150 мм, в пролете S2=250 мм.

Требуемая площадь поперечной арматуры

Asw=qsw*S1/Rsw=56.530*150/260=32.61 мм2.

Принимаем в поперечном сечении 2 хомута диаметром 5 мм (Asw=39.3 мм2).

Фактические интенсивности усилий воспринимаемых хомутами у опоры и в пролете:

qsw1=Rsw*Asw/S1=260*39.3/150=68.068 кН/м;

qsw2=Rsw*Asw/S2=260*39.3/250=40.841 кН/м.

Определим длину участка с наибольшей интенсивностью хомутов qsw1.

Dqsw=0,75*(qsw1-qsw2)=0,75*(68.068-40.841)=20.420 кН/м > q1=19.815 кН/м.

Dqsw≥q1 =>

Длина участка с интенсивностью хомутов qsw1:

l1=(Qmax-(Qb.min+1.5*qsw2*h0))/q1-2*h0=(87.065-(42.828+1.5*40.841*0.35))/19.815-2*0.35=0.450 м,

где Qb min=0,5*jn*Rbt*b1*h0=0,5*1.371*1.05*170*0.35=42.828 кН.

Принимаем длину приопорного участка с шагом хомутов S1 - l1=450 мм.

Количество шагов поперечной арматуры у опор

n1=l1/S1=450/150=3.00

Округляем количество шагов поперечной арматуры у опор n1у=4

Уточненная длина приопорного участка с шагом хомутов S1:

l1у=nу*S1=4*150=600 мм.

Примем выпуск продольной арматуры 25 мм, расстояние от края продольной арматуры до торца плиты понизу 150 мм, тогда суммарная длина приопорного участка с шагом хомутов S1 и выпуска продольной арматуры с расстоянием от края продольной арматуры до торца равно:

l1у/=600+25+150=775 мм.

Длина участка с шагом хомутов S2:

l2=lпл-2*l1у/=5400-2*775=3850 мм.

Количество шагов поперечной арматуры в середине ригеля:

n2=l2/S2=3850/250=15.4

Округляем количество шагов поперечной арматуры в середине ригеля n2у=15.

 Скачать реферат