ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение………...6
1.Архитектурно-строительный раздел ……….8
1.1.Характеристика района по месту расположения объекта капитального строительства ………. 8
1.2.Характеристика градостроительного плана ………...8
1.3.Характеристика природно-климатических условий ………...10
1.4.Объемно-планировочные решения здания ………..11
1.5.Конструктивные решения здания ……….12
1.6.Противопожарные мероприятия ………..14
1.7. Расчет ограждающей конструкции ………..15
2. Расчетно-конструктивный раздел ………...19
2.1. Расчет и конструирование предварительно-напряженной железобетонной панели перекрытия с круглыми пустотами ………19
2.1.1. Сбор действующих на перекрытие нагрузок………19
2.1.2. Расчет внутренних усилий в плите………21
2.1.3. Выбор бетона и арматуры………...22
2.1.4. Выбор начальной величины преднапряжения………..23
2.1.5. Подбор продольной напрягаемой рабочей арматуры из условия прочности нормального сечения………..23
2.1.6. Определение геометрических параметров приведенного сечения…….25
2.1.7. Определение потерь преднапряжения в рабочей арматуре …………...26
2.1.8. Проверка прочности панели на действие изгибающего момента по нормальному сечению ……….27
2.1.9. Подбор поперечной арматуры по конструктивным требованиям …….28
2.1.10. Прочностной расчет наклонных сечений на действие поперечной силы по наклонной трещине ……….29
2.1.11. Прочностной расчет наклонных сечений на действие поперечной силы по бетонной полосе между наклонными трещинами………30
2.1.12. Прочностной расчет наклонных сечений на действие изгибающего момента по наклонной трещине ………..30
2.1.13. Расчет панели по образованию нормальных трещин в стадии эксплуатации ……….31
2.1.14. Расчет панели по раскрытию нормальных трещин в стадии эксплуатации ……….32
2.1.15. Расчет строповочных петель на прочность ………34
2.1.16. Расчет прочности панели на возникающие при изготовлении, транспортировке и монтаже усилия ………...35
2.1.17. Конструирование технологического армирования панели …………..38
2.2. Расчет простенка 1-го этажа ……….40
2.2.1. Исходные данные ………...40
2.2.2. Сбор нагрузок ……….40
2.2.3. Статический расчет ………41
2.2.3.1. Определение усилий от вертикальных нагрузок ………..41
2.2.3.2. Определение усилий от ветровых нагрузок ………..44
2.2.3.3. Определение общего момента и эксцентриситета от всех нагрузок с учетом неблагобприятного сочетания с ветровой нагрузкой ………..45
2.2.4. Расчет на прочность ………...46
2.3. Подбор арматуры монолитного участка УМ-4 ………...50
2.4. Проверка несущей способности перемычки железобетонной ПР ………51
3. Организационно-технологический раздел ……….53
3.1. Подготовительный период ………...53
3.2. Основной период ………...53
3.3. Структура комплексного потока на основной период строительства ….54 3.4. Ведомость объёмов работ ………55
3.5. Калькуляция затрат труда ……….56
3.6. Разработка календарного плана основного периода строительства …….59
3.7. Организация строительной площадки ……….59
3.8. Подбор крана ………..60
3.9. Зоны влияния крана ДЭК-251 ………..61
3.10. Расчет приобъектных складов ………63
3.11. Временные здания ………...63
3.12. Определение общей потребности во временных зданиях ……...64
3.13. Обоснование потребности строительства в воде ………...65
3.14. Обоснование потребности в электроэнергии ………...66
3.15. Обоснование потребности в освещении ………...67
3.16. Перечень скрытых работ, подлежащих актированию ……….68
3.17. Мероприятия по охране труда ………68
3.18. Мероприятия по охране окружающей среды ………...69
3.19. Указания по электробезопасности ……….69
4. Технологическая карта намонтаж плит перекрытия над подвалом ………71
4.1. Область применения ……….71
4.2. Организация и технология выполнения работ ………...71
4.3. Требования к качеству и приемке работ ………74
4.4. Выбор захватных и вспомогательных приспособлений ………76
4.5. Потребность в материалах и изделиях ………78
4.6. Технико-экономические показатели ………79
4.7. Техника безопасности ………...79
4.8. Пожарная безопасность ………... 80
Заключение ………81
Библиографический список ……….82
Введение
Строительство – одна из наиболее динамично развивающихся отраслей хозяйства. Это подтверждается миллионами квадратных метров жилья, объектами социально-культурного, торгового, производственного назначения, сданными в эксплуатацию в последние годы.
Одной из основных задач в области строительства объектов торгового назначения является обеспечение возможности улучшения снабжения населения различными товарами с соблюдением социальных нормативов.
Нормативы содержат расчетные показатели минимально допустимого уровня обеспеченности населения определенной территории объектами местного значения, максимально допустимого уровня территориальной доступности таких объектов, в данном случае магазинов, для населения, установленные в целях обеспечения благоприятных условий жизнедеятельности человека. Это и определяет актуальность данной темы.
Практическая значимость работы состоит в том, что в настоящее время главным экономическим резервом в градостроительстве является повышение эффективности использования земли. Поэтому в больших городах, таких, как Челябинск, несмотря на трудности, строительство торговых объектов в стесненных условиях является особенно актуальным. Данный проект предусматривает такие условия строительства.
Строительство магазинов, офисов, мастерских, технических станций, и т.д., то есть общественных зданий - это объекты большой степени ответственности. Магазины посещают граждане практически всей территории, всех возрастов, и они должны быть защищены от факторов, влияющих на безопасность их нахождения в здании. В связи с этим закон, прежде всего предъявляет повышенные требования к застройщику такого объекта, в целях создания безопасных и удобных условий пребывания граждан в общественных зданиях. На этом основании, строительство магазинов должно осуществляться в строгом соответствии с проектной документацией, определяющей планировочные и конструктивные решения:
наличие эвакуационных выходов, открывание дверей наружу, нормативные размеры ступеней, сечение и глубина опирания перекрытий, характеристики кровли и фундаментов и т.д.
Цель Выпускной квалификационной работы состоит в разработке проекта магазина по ул.Лобкова в Калининском районе г. Челябинска.
Данная цель реализуется с помощью следующих задач:
- выполнить генеральный план, объемно-планировочные решения, конструктивные решения, теплотехнический расчет стены;
- произвести сбор нагрузок, определение усилий, расчет и конструирование сборного железобетонного перекрытия и простенка первого этажа;
- разработать технологическую карту на монтаж плиты перекрытия над подвалом;
- разработать стройгенплан и календарный план на основной период строительства.
При работе над проектом руководствовались нормативными документами и необходимой технической литературой.
Технологическая часть проекта магазина по ул. Лобкова в Калининском районе г. Челябинска запроектирована на основании планового здания на проектирование и архитектурно-строительных планов в соответствии с действующими нормами и правилами.
Проектом разработан первый этаж отдельно стоящего здания для размещения предприятия розничной торговли. Тип предприятия торговли – минимаркет (Sторг. = 123.03 м2), предназначенный для реализации ограниченного ассортимента продовольственных товаров. Предусмотренная форма обслуживания покупателей – самообслуживание с единым расчетным узлом (1 контролер-кассир).
Проектом выполнены следующие помещения: торговый зал, склад, помещение подготовки товара к продаже, загрузочная, помещение мойки и хранения тары, административно-бытовые помещения, подвал.
Торговый зал минимаркета оснащен современным торговым оборудованием. Структурный ассортимент и его распределение в зале выполнены с учетом размещения товарного соседства и создания максимальных удобств для персонала и покупателей. Для скоропортящихся товаров установлена холодильная витрина. Штат сотрудников магазина – 8 чел./см., из них офисные работники 3 человека.
Основной комплект чертежей магазина разработан в соответствии с требованиями экологических, санитарно-гигиенических, противопожарных и других норм, действующих на территории Российской Федерации и обеспечивает безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта.
1. Архитектурно-строительный раздел
Проектом предусматривается строительство магазина по улице Лобкова в Калининском районе города Челябинска.
1.1. Характеристика района по месту расположения объекта капитального строительства
Площадка свободна от застройки, пересекается трассами газопровода, водопровода, канализации. На участке имеются зеленые насаждения, элементы благоустройства. Рельеф местности пересеченный с уклоном в западном направлении. До начала строительства необходимо выполнить снос деревьев, малых архитектурных форм, перенос площадки мусоросборников, вынос водопровода, предварительную планировку территории.
Транспортная инфраструктура района развита. Для строительства используется прилегающая территория, для подъезда – ул. Российская, ул.
Лобкова.
Рис.1. Ситуационный план.
1.2. Характеристика градостроительного плана
Участок застройки общей площадью 409 м2 заключен в следующих границах:
На севере – спортивная площадка;
На востоке – пятиэтажное жилое здание по ул. Лобкова, 59а;
На юге – улица Лобкова;
На западе – пятиэтажное жилое здание по ул. Российская, 59.
Рис. 2. Генеральный план.
Вдоль дорог расположены тротуары и озелененные участки. В проекте разработаны меры для создания благоприятной среды для жизнедеятельности людей.
Ширина полосы движения для главной улицы составляет 3,5 м, для второстепенной улицы – 2,7 м. Радиус закругления проезжей части магистральных улиц составляет 6м, для улиц местного значения – 5 м.
Ширина пешеходных дорожек равна 2,2 м.
Рельеф участка не создает помех для проведения необходимых мероприятий по благоустройству без дополнительных конструкций ступенейоили подпорных стенок на перепадах плоскостей рельефа.
Расстояние от красной линии до проектируемого здания составляет 6,3 м.
К входу в магазин выполнен подъезд для автомобилей с временной стоянкой на 8 машиномест (площадью 25,9 х 5 м) из расчета 5 машиномест на 100 м2 торговой площади в полном соответствии с СП[1] 42.13330.2016
«Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений».
Дорожные покрытия тротуаров выполнены из асфальтобетонного покрытия, покрытие для спортивной площадки – релин.
Таблица 1. Технико-экономические показатели земельного участка.
№ Наименование Площадь, м2
1 Площадь застройки 316,4
2 Площадь покрытий 695,5
3 Площадь озеленения 541,3
4 Площадь отведенного участка 1553,2 Коэффициент твердых покрытий = 0,65
Коэффициент озеленения = 0,35
1.3. Характеристика природно-климатических условий Проектируемое здание находится в Челябинске. Климат умеренно – континентальный с холодной, продолжительной зимой и жарким летом.
Среднегодовые показатели в соответствии с СП[2] 131.13330.2012
«Строительная климатология»:
Среднегодовая температура — +2,4 C°;
Скорость ветра— 4,5 м/с;
Влажность воздуха — 75%;
Расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки text=-34⁰C с обеспеченностью 0,92;
Расчетная температура воздуха внутри помещения tint=20⁰С;
Относительная влажность воздуха внутри помещения φв = 55%;
Средняя температура отопительного периода tht=-6,5⁰С;
Продолжительность отопительного периода Zht=218 сут;
Условие эксплуатации ограждающей конструкции – А;
Зона влажности – сухая (приложение СП[3] 50.13330.2012 «Тепловая защита здания»)
Глубина промерзания грунта 1,75м (СП[4] 22.13330.2011 “Основания зданий и сооружений”).
Таблица 2. Повторяемость ветра в летний и зимний периоды времени понаправлениям, Р %.
период С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ
январь 7 3 2 7 20 38 10 13
июль 20 12 7 5 7 12 12 25
Рис.3. Повторяемость ветра в летний и зимний периоды времени по направлениям, Р %.
1.4. Объемно-планировочные решения здания.
Одноэтажное кирпичное общественное здание общей площадью 251,5 м2 имеет торговое назначение. Размеры в осях 18х15 м. На этаже расположены торговый зал и служебные помещения.
Таблица 3. Экспликация помещений.
№ пп Наименование Площадь, м2
1 Торговый зал 123,03
2 Кладовая 26,44
3 Помещение подготовки товара 12,0
4 Коридор 25,66
5 Загрузочная 10,0
6 Помещение мойки и хранения тары 5,35
7 Санузел 2,79
8 Электрощитовая 0,8
9 Кладовая уборочного инвентаря 2,13
10 Комната персонала 8,96
11 Кабинет 9,6
12 Кабинет 17,08
Высота этажа 3,92 м.
Класс здания – 2.
Степень огнестойкости – 2.
Степень долговечности – 2.
Высота помещения – 3,60 м
Инженерное оборудование, такие как лифты и мусоропровод, отсутствует.
Чердачное помещение отсутствует.
Вентиляция помещений естественная, через форточки. Вентиляция санузлов естественная через вытяжные каналы.
Водоснабжение – хозяйственно-питьевое, от существующего внутриквартального водовода 2d200. Разводка труб холодного и горячего водоснабжения производится на 1 этаже.
Канализация запроектирована раздельная – хозяйственно-фекальная в городскую сеть и производственная.
Отвод дождевой воды с кровли внешний, неорганизованный.
Система отопления присоединяется к теплосети по независимой схеме через водоводяной пластинчатый теплообменник. Система отопления двухтрубная горизонтальная с прокладкой разводящих магистралей по полу 1 этажа.
Теплоноситель – вода с температурой 105-70°. В качестве нагревательных приборов приняты стальные конвекторы с установкой терморегулятора для автоматического поддержания температуры в помещениях.
Освещение совмещенное, то есть одновременно применяется естественное и искусственное освещение в течение полного рабочего дня.
Электроснабжение – II категории, напряжение 220/380 В. Суммарная расчетная нагрузка 15,0 кВт. Проектом предусматривается рабочее и аварийное (дежурное) освещение.
Оборудование санузлов – унитаз, умывальник.
Эвакуация людей из здания осуществляется через двери.
1.5. Конструктивные решения здания.
Несущими являются поперечные и продольные кирпичные стены.
Фундаменты – ленточные, сборные. Из железобетонных фундаментных блоков и плит. В проекте использованы железобетонные подушки ФЛ 6.24-4, ФЛ 6.12-4, ФЛ 8.12-4, ФЛ 12.12-4, ФЛ 24.12-4.
Глубина заложения фундаментов принята на отметке -3,370 м в полном соответствии с СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».
Блоки стен подвала ФБС 24.6.6-Т, ФБС 12.6.6-Т, ФБС 9.6.6-Т, ФБС 24.4.6-Т, ФБС 12.4.6-Т, ФБС 12.6.3-Т, ФБС 12.4.3-Т, ФБС 9.4.6-Т.
Горизонтальная гидроизоляция – из цементного раствора состава 1:2.
Все вертикальные поверхности кирпичных стен, соприкасающиеся с грунтом, обмазываются также битумной мастикой за 2 раза.
Наружные стены выполнены в виде кирпичной кладки с навесным вентилируемым фасадом с плитным минераловатным утеплителем. Толщина наружных стен 380мм, внутренних перегородок 120мм, также в в проекте были использованы гипсокартонные перегородки КНАУФ толщиной 90мм.
Горизонтальные швы кладки кирпичных столбов армируются кладочными сетками через 4 ряда кладки. Кирпич стен и столбов марки М150, раствор М100.
Плиты перекрытий и покрытий опираются на металлические балки составного сечения на две стороны. Использованы плиты ПК 59-12, ПК 60- 12, ПК 60-15, а также прогоны железобетонные ИЖ2-60.
Таблица 4. Ведомость сборных конструкций перекрытий над подвалом.
Марка изделия
Ширина, мм
Длина, мм
Высота, мм Кол.
ПК59.12 5880 1190 220 29
ПК60.12 5980 1190 220 6
Таблица 5. Ведомость сборных конструкций перекрытий над 1 этажом.
Марка изделия
Ширина, мм
Длина, мм
Высота, мм Кол.
ПК60.12 5980 1190 220 22
ПК60.15 5980 1490 220 10
ИЖ2-60 5980 160 220 5
Покрытие устроено плоским, рулонным, малоуклонным, с неорганизованным водостоком.
Конструкция пола состоит из утеплителя – экструзионного пенополистирола, стяжки из цементно-песчаного раствора М150, 2 слоев гидроизола на битумной мастике, керамических плиток. В электрощитовой устроено покрытие из цементно-песчаного раствора М150 с железнением и окраской.
Окна с тройным остеклением выполняются по индивидуальному заказу. Входная группа – алюминиевые профилированные двери с остеклением, фабричной окраски.
Таблица 6. Ведомость заполнения проемов.
Марка поз.
Обозначение Наименование Кол.
Д1 Инд. заказ ДГМУ 23-12 2
Д2 ГОСТ 6629-88 ДГ 21-10 5
Д3 ГОСТ 6629-88 ДГ 21-9 4
Д4 ГОСТ 6629-88 ДГ 21-7 3
Д5 ГОСТ 6629-88 ДГ 21-12 1
Д6 Инд. заказ ДМГ 21-9 1
ОК1 Инд. заказ ОП ССП 26-23 5
ОК2 Инд. заказ ОП ССП 14-10 7
ОК3 ГОСТ 23166-99 ОП С 12-12 ПО 1
В1 Инд. заказ Витраж ОП ССП 36-10 2 В2 Инд. заказ Витраж ОП ССП 36-25 1 В3 Инд. заказ Витраж ОП ССП 36-37 1
1.6. Противопожарные мероприятия Степень огнестойкости – II.
Соблюдение требований пожарной безопасности и обеспечение условий эвакуации людей являются важнейшей задачей при проектировании общественных зданий, которая решается как конструктивными, так и планировочными мероприятиями.
Помещения встроенных магазинов отделяются от остальных помещений здания противопожарными перегородками. Входы в не торговые помещения допускаются только из служебных коридоров. Торговый зал с естественным освещением и с системой принудительного дымоудаления. Здание оборудовано путями эвакуации с отдельными выходами. Дымоудаление из кладовых подвального типа посредством окон и люков. Отделка торговых
залов производится из негорючих материалов. Складские помещения оборудованы окнами. В торговых залах и служебных помещениях - световые таблички-указатели, ведущие к эвакуационному выходу, а также фотолюминесцентную план-схему эвакуации при пожаре, в которой указаны пути эвакуации, аварийные и эвакуационные выходы, регламентирует правила поведения людей, последовательность и порядок их действий в условиях чрезвычайной ситуации. Также обязательно наличие дееспособных средств локализации возгорания и тушения, назначение ответственного за состояние противопожарной защиты точки розничной торговли и ведение журнала инструктажа по пожарной безопасности и журнала по учету средств пожаротушения.
Противопожарные расстояния между зданиями соответствуют СП 42.13330.2011 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений». Проезды для пожарных машин – 5,5м. Наружный противопожарный трубопровод – от существующих пожарных гидрантов.
Предусмотрена автоматическая пожарная сигнализация. Во всех пожароопасных помещениях устанавливаются пожарные извещатели ИП212- 41М на потолке с учетом раскладки плит перекрытия и расположения светильников и с учетом формирования ими сигналов на оповещение о пожаре и отключения вентиляции.
Ручные пожарные извещатели ИПР-И устанавливаются у выходов из здания. Для оповещения о пожаре предусматривается установка звуковых и световых оповещателей (I тип СОУЭ). Оповещение выполняется по всему зданию одновременно.
Прибор пожарной сигнализации устанавливается в помещении на 1 этаже, где предусматривается круглосуточное дежурство, на высоте 1,5 м от пола.
Помещение, где устанавливается прибор пожарной сигнализации, оборудовано телефонной связью и аварийным освещением. Прибор запитывается от сети 220В. В качестве резервного источника питания используется РИП12(12Ач), который обеспечивает питание АПС не менее 24 часов в дежурном режиме и 3 часов в режиме «Тревога».
1.7. Расчет ограждающей конструкции
Теплотехнический расчет стен и покрытий проводится в соответствии с данными СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» и СП 131.13330.2012
«Строительная климатология».
Расчетные данные:
1. Район строительства – г. Челябинск;
2. Зона влажности территории – сухая;
3. Влажностный режим помещений – нормальный;
4. Расчетная температура воздуха внутри помещения – tв =20°С;
5. Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92: tн= -31°С;
6. Средняя температура наружного воздуха отопительного периода tот = - 3,4°С;
7. Продолжительность отопительного периода: Z от = 202 сут/год;
8. Коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции – αв =8,7 Вт/м2°С;
9. Коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей конструкциие – αext =23 Вт/ Вт/м2°С;
10. Условие эксплуатации ограждающей конструкции – А.
Рис. 4. Конструкция наружной стены.
Поэлементное требование расчета, в соответствии с которым приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должно быть больше либо равно нормируемым значениям.
≥ ,
где = а·ГСОП + b – требуемое сопротивление теплоотдаче ораждающей конструкции для значений, не равных приведенным в таблице;
ГСОП = (tв - tот ) ⋅ Z от = (20+6,5) ⋅ 218 = 5777 ⋅ - градусо-сутки
необходимо применить коэффициенты а и b из СП 50.13330.2012
«Тепловая защита зданий» (табл.3): а = 0,00035, b = 1,4.
=0,00035⋅5777 +1,4=3,42 м2оС/Вт.
Санитарно-гигиеническое требование расчета, в соответствии с которым температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений. Температурный перепад:
( )
, где = 4 оС (табл. 5 СП 50) ( ( )) ,
где n=1 – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности стены к наружному воздуху
Сопротивление теплопередаче стены
= + + + +
, принимаем = =3,42 м2оС/Вт.
Таблица 7. Характеристика слоев конструкции стены.
№ слоя Материал Толщина, м Коэффициент теплопроводности
, Вт/м
1 Штукатурка 0,01 0,21
2 Кирпич 0,38 0,7
3 Утеплитель
«Лайнрок Венти» х 0,044
4 Воздух 0,07 0,15
5 Керамогранит 0,01 0,7
R1= δ1/λ1=0,01/0,21=0,0476 м2оС/Вт;
R2= δ2/λ2= 0,38/0,7=0,543 м2оС/Вт;
R3= δ3/λ3= х/0,044;
R4= δ4/λ4=0,07/0,15=0,47 м2оС/Вт;
R5= δ5/λ5= 0,01/0,7=0,014 м2оС/Вт;
3,42 =
+ + + х/0,044 +
.
Получаем х = 0,114 м. Принимаем ближайший по толщине вариант минераловатных плит – 150 мм.
Сделаем перерасчет приведенное сопротивление теплопередаче
= + + + + = 4,64 м2оС/Вт≥3,27 м2оС/Вт Принята толщина утеплителя 150 мм, толщина несущей стены 380 мм.
Рис. 5. Конструкция наружной стены с принятой толщиной утеплителя.
2. Расчетно-конструктивный раздел.
2.1. Расчет и конструирование предварительно-напряженной железобетонной панели перекрытия с круглыми пустотами.
Необходимо рассчитать плиту перекрытия над подвалом здания с жесткой конструктивной схемой, то есть такого, в котором перекрытия опираются на стены и колонны с малым их шагом. Принята плита номинальной длиной l=5900 мм, номинальной шириной b=1200 мм.
Таким образом, расчет заключается в том, чтобы подобрать преднапряженную рабочую арматуру, сетки для восприятия момента в наклонном сечении между трещинами, усилий, возникающих при изготовлении, транспортировке и монтаже, а также подобрать сечение строповочных петель для предварительно выбранного сечения плиты.
Рис.6. Конструктивный разрез плиты.
2.1.1. Сбор действующих на перекрытие нагрузок.
Нормативная нагрузка от собственного веса плиты рассчитывается по формуле:
где
Нормативная нагрузка от конструкций пола, состоящего из утеплителя плотностью 35 и толщиной 30 мм, стяжки из цементно-песчаного раствора
М150 плотностью 2150 и толщиной 45 мм, керамической плитки плотностью 25 и толщиной 15 мм. Итого получаем на 1 м2:
Нормативная нагрузка от конструкций кирпичных перегородок (подсчитана для участка перекрытия в осях В-Г, где они расположены) определяется по формуле:
где
Нормативная нагрузка от оборудования принимается Она является длительной временной нагрузкой.
Нормативная кратковременная составляющая временной нагрузки принимается по [5]
Таблица 8. Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2. Вид нагрузки Нормативная
нагрузка,
Коэффициент надежности,
Расчетная нагрузка,
Постоянная нагрузка:
1) Собственный вес плиты;
2) Вес конструкций пола;
3) Вес кирпичных перегородок;
Итого:
2980 981,75 3811,3 7773,05
1,1 1,3 1,1
3278 1276,3 4192,4 8746,7 Временная нагрузка:
1) Длительная (оборудование);
2) Кратковременная (полезная);
4200
200
4000
1,2 1,2 1,2
=5040 240
4800 Полная нагрузка:
1) Длительная;
2) Кратковременная;
4000
- - -
Для расчета одной плиты требуется линейные распределенные по длине нагрузки на 1 погонный метр, с учетом коэффициента надежности по назначению здания .
Рис. 7. Расчетная схема плиты.
Полная расчетная погонная нагрузка:
. Полная нормативная погонная нагрузка:
. Длительно действующая нормативная погонная нагрузка:
. 2.1.2. Расчет внутренних усилий в плите.
Рис.8. Эпюры внутренних усилий в панели.
1) Изгибающий момент от полной расчетной нагрузки :
где
2) Поперечная сила от полной расчетной нагрузки
3) Изгибающий момент от полной нормативной нагрузки
4) Изгибающий момент от длительно действующей нормативной нагрузки :
2.1.3. Выбор бетона и арматуры.
Напрягаемая арматура класса А800. Для данного класса по табл. 7 СП [5]:
Ненапрягаемая арматура класса В500. Для данного класса по табл. 7 СП [5]:
расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению I п.с.;
Класс бетона В25.
расчетное сопротивление на осевое сжатие для I п.с. по табл.2 СП[5];
расчетное сопротивление на осевое растяжение для I п.с.
по табл.2 СП[5];;
нормативное и расчетное сопротивление на осевое сжатие для II п.с.по табл.1 СП[5];;
нормативное сопротивление на осевое растяжение для II п.с. ;;
2.1.4. Выбор начальной величины преднапряжения.
В соответствии с СП[5] предварительное напряжение арматуры принимается для класса А не более, чем 0,9 . Чтобы сократить значение потерь преднапряжения и обеспечить безопасность производства работ по натяжению арматуры принимаем .
2.1.5. Подбор продольной напрягаемой рабочей арматуры из условия прочности нормального сечения.
Чтобы получить приведенное сечение, необходимо привести окружности пустот к равнозначным прямоугольникам. То есть:
или
или
Решив систему уравнений, получаем
Расстояние от центра тяжести площади поперечного сечения предварительно напряженной арматуры до нижней грани сечения
где защитный слой бетона, диаметр арматуры.
Рис. 9. Определение в сечении.
Определим рабочую высоту сечения:
=220-25=195 мм.
Определим высоту сжатой зоны:
√
√
граница сжатой зоны – в полке.
Предположим, что панель будет разрушаться по 1-му случаю разрушения жеезобетонной конструкции, то есть разрыв растянутой арматуры и
Требуемая площадь рабочей арматуры определяется из условия равенства воспринимаемых растянутой арматурой и сжатым бетоном усилий
( ):
Примем
Проверим величину условие выполняется.
2.1.6. Определение геометрических параметров приведенного сечения.
Рис.10. Приведенное сечение к бетону.
Коэффициент приведения арматуры к бетону .
Рассчитаем геометрические характеристики сечения – площадь , статический момент площади относительно наиболее растянутого волокна бетона (нижней грани) , расстояние от наиболее растянутого волокна до центра тяжести , момент инерции относительно центра тяжести , моменты сопротивления относительно нижней и верхней граней, расстояния до верхней и нижней ядровых точек.
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
Рис. 11. К определению геометрических характеристик приведенного сечения.
2.1.7. Определение потерь преднапряжения в рабочей арматуре.
1. Потери от релаксации в соответствии с п.2.2.3. СП [5]:
2. Потери от перепада температур при термообработке (они равны 0):
3. Потери от деформаций стальных упоров допускается принять:
.
4. Потери от деформаций анкеров:
;
Полные первые потери ( ) . 5. Потреи от усадки бетона:
. 6. Потери от ползучести
(
)( ) где
для бетона В25;
;
эксцентриситет от ( ) относительно ЦТ;
( )
( ( ) )
( ) усилие предварительного обжатия с учетом первых потерь;
( ) ( ( )) ( )
;
момент от собственного веса панели от нормативной нагрузки:
Рис. 12. К определению напряжений в бетоне.
( )
(
)( )
Полные вторые потери ( ) 2.1.8. Проверка прочности панели на действие изгибающего момента по
нормальному сечению.
В соответствии с СП[5], п.3.1.2.5: , ( ), М – момент от полной расчетной нагрузки.
При первом случае разрушения – разрыве растянутой арматуры .
где
( ( ))
( )
Необходимо пересчитать высоту сжатой зоны x:
( ) .
несущая способность нормального сечения обеспечена.
2.1.9. Подбор поперечной арматуры по конструктивным требованиям.
Принимаем поперечное армирование в виде 4 арматурных сеток С-1 длиной в четверть пролета плиты из арматуры класса В500. Продольные и рабочие поперечные стержни принимаем . Шаг рабочих 50 мм.
В соответствии с СП [5] п.3.1.5.4 момент определяется по формуле:
,
где усилие в поперечной арматуре;
;
= ;
Рис. 13. Сетка С-1.
2.1.10. Прочностной расчет наклонных сечений на действие поперечной силы по наклонной трещине.
Расчет производится по условию:
,
где поперечная сила в наклонном сечении с длиной проекции с;
поперечная сила, которую воспринимает бнтон.
( ) ( )
Рис. 14. К определению величины Q.
где в соответствии с СП [5], п. 3.1.5.3.
( )
Несущая способность наклонного сечения на действие поперечной силы обеспечена.
2.1.11. Прочностной расчет наклонных сечений на действие поперечной силы по бетонной полосе между наклонными трещинами.
Для преднапряженных конструкций по СП [5]:
где Q=52,18 кН – поперечная сила в сечении, нормальном к продольной оси.
Несущая способность наклонного сечения на действие поперечной силы по полосе бетона между наклонными трещинами.
2.1.12. Прочностной расчет наклонных сечений на действие изгибающего момента по наклонной трещине.
Расчет производится в соответствии с СП [5] из условия:
где момент в наклонном с длиной проекции с;
момент, который воспринят продольной арматрой;
момет, который воспринят поперечной арматурой.
[ ( ) ( ) ]
[ (
) (
) ]
Рис.15. К выводу формулы момента М от внешних сил.
где усилие в продольной растянутой арматуре.
С учетом того, что наклонное сечение расположено в в зоне анкеровки арматуры:
Длина анкеровки по СП[5]:
периметр поперечного сечения натягиваемого стержня;
расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном;
коэффициент условия работы продольной рабочей арматуры, учитывающий длину анкеровки.
Максимально возможное усилие, воспринимаемое арматурй до её выдергивания из тела бетона, изменилось, а также изменилась высота сжатой зоны:
плечо внутреннего момента.
( )
Несущая способность наклонного сечения плиты на свободной опоре на действие изгибающего по наклонной трещине обеспечена.
2.1.13. Расчет панели по образованию нормальных трещин в стадии эксплуатации.
Расчет делается из условия
момент, воспринимаемый нормальным сечением при образовании трещин.
где момент от усилия преднапряжения.
( )
( ( )) ( )
( )
Рис.16. К расчету : 1-верхняя ядровая точка; 2 – ЦТ приведенного сечения.
значит требуется расчет по раскрытию трещин.
2.1.14. Расчет панели по раскрытию нормальных трещин в стадии эксплуатации.
Ширина раскрытия трещин определяется формулой:
где коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки;
коэффициент, учитывающий профиль арматуры;
коэффициент, учитывающий характер нагружения;
коэффициент, учитывающий неравномерное распределение относительных деформаций арматуры между трещинами.
Определение ширины раскрытия трещин от продолжительного действия постянных и длительных нагрузок:
( )
( )
где
( ( ))
( ) Определение базового расстояния между трещинами:
( )
Принимается не более 40 см, поэтому
Определение ширины раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных нагрузок:
( )
( )
Определение ширины раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и длительных нагрузок:
Требуется уточнить коэффициент :
напряжение в рабочей арматуре сразу после появления трещин.
( )
( )
Уточним значения величин:
Ширина раскрытия трещин от действия внешних нагрузок меньше предельно допустимой при продолжительном и непродолжительном раскрытии.
2.1.15. Расчет строповочных петель на прочность.
Для подъемных петель используется арматура класса А240.
Рис. 17. Строповочная петля.
При подъеме панели возникает усилие, которое воспринимается двумя ветвями петли:
коэффициент динамичности при монтаже и подъеме, .
Принимем Ø6 А240 с фактической площадью
2.1.16. Расчет прочности панели на возникающие при изготовлении, транспортировке и монтаже усилия.
Петли размещают в тело плиты на расстоянии, превышающем длину анкеровки рабочей арматуры Примем это расстояние равным 0,85 м.
Введем в расчет продольную внешнюю силу ( ) где ( ( )) ( )
( ) Расчет проводим из условия:
изгибающий момент от усилия преднапряжения;
от собственного веса панели в сечении петли:
Изгибающий момент от собственного веса панели в середине пролета:
Рис.18. К определению в середине пролета.