Kiaurymėtosios gelžbetoninės plokštės projektavimas

ĮVADAS Daugiaaukščių pastatų laikančiosios konstrukcijos dažniausiai yra gelžbetoninės, nes jos yra ekonomiškos, atsparios ugniai ir ilgaamžės. Gelžbetoninės konstrukcijos būna surenkamos ir monolitinės. Šio kursinio darbo tikslas – išmokti apskaičiuoti, bei suprojektuoti surenkamąją kiaurymėtąją gelžbetoninę plokštę su apvaliomis kiaurymėmis, panaudojant įvairius informacinius šaltinius: literatūrą, žinynus, internetą, metodinius projektavimo nurodymus, techninius reglamentus ir t.t Darbe skaičiuota kiaurymėta gelžbetoninė perdangos plokštė su apskritomis kiaurymėmis. Kiaurymėtoji įtemptojo gelžbetonio perdangų plokštė gaminama iš normaliojo C20/25 klasės betono. Išilginė tempiamoji S600 klasės armatūra įtempiama elektroterminiu būdu į atsparas. Kad pastato konstrukcija būtų stipri, tvirta, stabili, ekonomiškai suprojektuota, reikia mokėti apskaičiuoti kiekvieną konstrukcinį pastato elementą, t.y. jį veikiančias apkrovas, įrąžas, lenkimo momentus, parinkti elementų skerspjūvius. Darbo eigoje skaičiuojami plokštės naudojimo situacijos saugos ir tinkamumo ribiniai būviai, gamybos, transportavimo ir montavimo situacių ribiniai būviai. Nustatomas normalinių plyšių atsiradimas, paskaičiuojamas plokštės įlinkis. Darbo pabaigoje pateikiami projektuotos plokštės brėžiniai. 1. Pradiniai duomenys 1.1. Pastato charakteristika Projektuojama 3-jų aukštų administracinio pastato mūrinio pastato su metalo konstrukcijų karkasu surenkamos gelžbetoninė tarpaukštinė perdangos plokštė su apskritomis kiaurymėmis. Pastatas 3-jų tarpsnių. Atstumai tarp išorinių išilginių sluoksniuoto mūro sienų ir vidinio metalinio karkaso pagrindinių sijų ašių L = ln = 6,4 m (1.1 pav.). 1.1 pav. Perdangos fragmentas pastato skersiniame pjūvyje Pastato plotų panaudojimo kategorija – C3 (10.1 lent.[2]). Charakterisinė (norminė) naudojimo apkrova ant perdangų qk=5,0 kN/m2 (10.2 lent.[2]), taip pat pertvarų – qk=0,5 kN/m2 (141.10.1 p.[2]). Pastato atsparumo ugniai laipsnis – I, o perdangų atsparumas ugniai – REI60 (4 lent.[3]). Grindų konstrukcija parodyta 1.2 paveiksle. Pastato aplinkos sąlygų klasė – XO (1 lent. [4]), o patalpų santykinis oro drėgnis RH = 50%. Kiaurymėtosios perdangų plokštės nominalusis plotis 1200mm. Pagal paskirtį pastatas atitinka RC2 patikimumo klasę (1 lent.[1]). Esant tiems patiems projektavimo (4 lent.[1]) ir tikrinimo (5 lent.[1]) lygiams – DSL2 ir IL2 – nuolatinių skaičiuotinių situacijų pagrindinių derinių apkrovų dalinius koeficientus galima padauginti iš poveikių koeficiento KF1 = 1 (3 lent. [1]). 1.2. Plokštės medžiagos, pleišėtumo reikalavimai ir gamyba Kiaurymėtoji įtemptojo gelžbetonio perdangų plokštė gaminama iš normaliojo C20/25 klasės betono. Išilginė įtempiamoji A600 klasės armatūra įtempiama elektroterminiu būdu į atsparas. Gaminys apdorojamas termiškai natūralaus slėgio garų kameroje. Betono stipris apspaudimo metu fcp = 0,8 fck = 0,8∙20 = 16MPa. Plokštei leidžiami betono plyšiai, kurių ribinės pločių atsivėrimo reikšmės: trumpalaikio atsivėrimo wliml=0,30 mm, ilgalaikio atsivėrimo wlim2 = 0,20 mm (24 lent. [4]). Plokštės viršutinė lentyna armuojama S500 klasės armatūrinės vielos suvirintu tinklu. Pakėlimo kilpos daromos iš S240 klasės armatūros. 2. Plokštės naudojimo situacijos saugos ribinio būvio skaičiavimas 2.1. Apkrovos ir poveikiai Apskaičiuojamos nuolatinės skaičiuotinės situacijos apkrovos, kai perdangų plokštę veikia nuolatinės ir kintamos apkrovos. Nuolatinė apkrova apskaičiuojama pagal 2.1 pav. duomenis, o kintamosios (laikinosios) apkrovos – imamos iš literatūros [2, 10]. Ten pat pateikti ir nurodymai apkrovoms bei jų poveikiams apskaičiuoti. Konstrukcinio i-tojo elemento savojo svorio apkrova gi skaičiuojama jo medžiagos vienetinį svorį γi padauginant iš elemento storio ti: gi=γi∙ti. Medžiagų vienetiniai svoriai pateikti 11 priede [2]. 2.1 pav. Grindų konstrukcija Plokštės apkrovos ir poveikiai skaičiuojami 2.1 lentelėje. Atsižvelgiant į 141.10 p. [2], kilnojamų pertvarų apkrova sumuojama su naudojimo apkrova. Tokiu būdu į perdangos plokštę veikia tik viena kintamoji apkrova qk = 5,0 + 0,5 = 5,5 kN/m2 . Pasirinktos tokios apkrovų poveikių patikimumo koeficientų γ reikšmės, įvertinant [2] 10 priedo 3 lent. (STR/GEO–B grupė) duomenis: γG,sup = 1,35; γGinf = 1,0 ir γQ,,1 = 1,30, kai poveikis nepalankus bei γQ,,1 = 1,0, kai palankus. 2.1 lentelė. Apkrovos ir poveikiai. Charakteristinės apkrovos, kN/m2 Poveikių patikimumo koeficientai (γ) Skaičiuotinės poveikių reikšmės, kN/m2 Tinkamumo ribiniams būviams Saugos ribiniams būviams Tinkamumo ribiniams būviams Saugos ribiniams būviams Nuolatinės (G): 1. Parketas 0,010∙7,5 = 0,075 γG1 = 1,0 γG1 = 1,35 0,075 0,101 2. Cemento – smėlio skiedinio sl. 0,050∙20 = 1,000 γG2 = 1,0 γG2 = 1,35 1,000 1,35 3. Polietileno plėvelė 9,3∙0,0005 = 0,00465 γG3 = 1,0 γG3 = 1,35 0,00465 0,00627 4. Pusiau kietos akmens vatos pl. 0,020∙8 = 0,160 γG4 = 1,0 γG4 = 1,35 0,160 0,216 5. Biraus užpildo sl. (keramzitas) 0,035∙6,0 = 0,210 γG5 = 1,0 γG5 = 1,35 0,210 0,2835 6. G/B plokštė 2,600 γG6 = 1,0 γG6 = 1,35 2,600 3,51 Suminė skaičiuotinė apkrova gd, kN/m2 - - gd2 = 4,050 gd2 = 5,4675 Kintamoji (Q): Naudojimo apkrova ir pertvarų svorio apkrova qk = 3,0 + 0,5 = 3,5 γQ =1,0 γQ =1,30 qd2 = 3,5 qd2 = 4,55 2.2. Plokštės skaičiuotinė schema ir poveikių efektai (įrąžos) Atsižvelgiant į 1.1 pav. duomenis, plokštės tarpatramio skaičiuotinis (efektyvusis) ilgis (2.2 pav.): leff = ln –0,250+0,12/3–0,020–0,08/2 = 6,4–0,250+0,12/3–0,020–0,10/2 ≈ 6,13m (čia a1 = 0,12m, a2 = 0,08m, lk = 6,25m). 2.2 pav. Plokštės skaičiuotinė schema ir a) lenkimo momentų diagrama, b) skersinių jėgų diagrama Skaičiuotinės poveikių reikšmės 1m plokštės ilgio, kai jos nominalusis plotis bn=1,20 m: • nuolatinių apkrovų, įskaitant plokštės savąjį svorį, gd = gd2∙bn = 5,4675∙1,2 = 6,561 kN/m; • plokštės savojo svorio gds = gks∙bn = 2,60∙1,35∙1,2 = 4,212 kN/m; • kintamųjų apkrovų qd = qd2∙bn = 4,55∙1,2 = 5,46 kN/m; • suminis apkrovų poveikis pd = gd + qd = 6,561 + 5,46 = 12,021 kN/m. Poveikių efektai (įrąžos). Skaičiuotiniai poveikių efektai nuolatinei situacijai: • lenkimo momentas plokštės tarpatramyje nuo suminio poveikio MEd = pdleff2/8 = 12,021∙6,132/8 = 56,46kNm; • didžiausia skersinė jėga VEd = pdleff/2 = 12,021∙6,13/2 =36,84 kNm. 2.3. Plokštės geometriniai skerspjūvio matmenys (2.3 pav.) Įtemptojo gelžbetonio kiaurymėtosios perdangų plokštės skerspjūvio aukštis h=leff/30 = 6,13/30 = 0,204m; imamas h = 0,260 m. Skerspjūvio naudingasis aukštis d=h–a1=0,260–0,04=0,22 m, čia a1 = 0,04 m, įvertinant 230.2p. [4] nurodymus. Kiti plokštės matmenys, imant 6 kiaurymes, kurių skresmuo Øh =0,150m, bus tokie: viršutinės ir apatinės lentynų storis – (0,260 – 0,150)/2 = 0,055 m; briaunų plotis: (1,16 – 6∙0,150)/7 = 0,037 m. 2.4. Plokštės skaičiuotiniai skerspjūvio matmenys (2.3 pav. b, c). Skaičiuotinis kiaurymėtųjų plokščių skerspjūvis yra dvitėjinis. Skaičiuotinio skerspjūvio aukštis h ir viršutinės bei apatinės lentynų pločiai yra tokie pat, kaip tikrojo skerspjūvio. Tačiau skaičiuojant plokštės stiprį (saugos ribiniai būviai – STR) rekomenduojama viršutinės lentynos skaičiuotinį aukštį imti lygų minimaliam viršutinės plokštės storiui virš kiaurymės, o dvitėjinio skerspjūvio briaunos plotį bw – lygų visų vertikalių briaunų minimaliam storiui sumai. Be to, apatinės (tempiamos) lentynos įtakos skerspjūvio stipriui nepaisoma. 2.3 pav. Kiaurymėtosios plokštės skerspjūviai: a – tikrasis; b – skaičiuotinis saugos ribiniams būviams; c – saičiuotinis tinkamumo ribiniams būviams. Atsižvelgiant į rekomendacijų reikalavimus (10.4 sk. [7]), plokštės normaliojo pjūvio stipriui apskaičiuoti imamas tėjinis skerspjūvis (2.3 pav. b), kurio h = 0,260 m, heff = 0,055 m, beff = 1,160 m, bw= beff–nk∙Øh = 1,160–6∙0,150 = 0,26 m. Tikrinant plokštės atitikimą tinkamumo ribinių būvių sąlygoms, kiaurymės keičiamos stačiakampėmis taip, kad jų plotas ir inercijos momentas liktų nepakitę. Stačiakampės kiaurymės aukštis , plotis b1 = A/h1 (čia A ir I ovalo ir kitos skerspjūvio formos kiaurymių atitinkamai plotas ir inercijos momentas). Apskritos kiaurymės, kurių skersmuo Øh , pakeičiamos kvadratinėmis su kraštine h1=0,9∙Øh. Plokštės su apskritomis kiaurymėmis atitikimas tinkamumo ribinių būvių sąlygoms skaičiuojamas imant tokius ekvivalentiško skerspjūvio matmenis: h = 0,260 m , heff = hf1 = (h – 0,9∙Øh)/2 = (0,260 – 0,9∙0,150)/2 = 0,0625, beff = 1,16, bf1 = 1,20 m , bw = beff – nk∙0,9∙Øh = 1,160 – 6∙0,9∙0,150 = 0,350 m. 2.5. Betono ir armatūros savybių rodikliai Normaliojo C20/25 stiprio gniuždant klasės betono mechaninių savybių rodikliai (1sk. [4]): fck = 20 MPa, fctk,0,05= 1,5 MPa, Ecm = 30∙ 103 MPa. Betono apspaudimo stipris fcp = 0,8∙20 = 16MPa. Skaičiuotiniai betono stipriai saugos ribiniams būviams: – esant gniuždymui: fcd = α∙ αc∙fck/γc = 0,9∙1,0∙20/1,5 = 12 MPa, – tempimui: fctd = α∙ αct∙fctk/γc=0,9∙1,0∙1,5/1,5 = 0,9 MPa. Skaičiuotiniai betono stipriai tinkamumo ribiniams būviams: – esant gniuždymui: fcd = 0,9∙1,0∙20/1,0 = 18 MPa, – tempimui: fctd = 0,9∙1,0∙1,5/1,0 = 1,35 MPa. Iš anksto įtemptoji armatūra – A600 klasės strypai (3 lent. [5]), kurios mechaninių savybių rodikliai: charakteristinis stipris fpk = 590 MPa, skaičiuotinis tempiamasis stipris fpd= 536 MPa, gniuždomasis stipris fpdc=400 MPa, tamprumo modulis Esm =2,05∙103MPa. Viršutinės plokštės lentyna armuojama konstruktyviai suvirintu S500 klasės vielos tinklu. Plokštės briaunų ruožai atstumu leff/4 = 6,25/4 ≈ 1,56 m nuo atramų armuojami plokščiais strypynais, suvirintais iš A400 klasės armatūros, kurios mechaninių savybių rodikliai: fyd = 355 MPa, fywd = fyd∙γs1∙γs2 = 355∙0,8∙0,9 = 256 MPa (skaičiuojant skersinę armatūrą – ((2.17 formulė [5])). Plokštės pakėlimo kilpų armatūra A240 klasės, kurios fyd = 214 MPa. 2.6. Preliminarus iš anksto įtemptosios armatūros skaičiavimas Iš anksto įtemptoji armatūra apskaičiuojama pagal 2.4 pav. pateiktą schemą. Duotuoju atveju, ekvivalentiško skerspjūvio matmenys: h=0,260 m, d=0,220 m, bw=0,35 m, heff=0,055 m, santykis heff/h=0,055/0,260=0,21 > 0,1, todėl skaičiuotinis tėjinio skerspjūvio gniuždomosios lentynos plotis beff=1,160 m (76.2p. [4]). 2.4 pav. Plokštės normaliojo pjūvio stiprumo skaičiuotinė schema Atsižvelgiant į reglamento [4] 139 p., pradiniai išankstiniai armatūros įtempiai imami: σp = 0,7∙fp k= 0,7∙590 = 413 MPa. Tikrinama (12.1) sąlyga [4]: elektroterminio armatūros įtempimo atveju įtempių nuokrypis p = 30+360/l = 30+360/(1,05∙6,13) = 60,6 MPa; σp +p = 413+60,6 = 473,6

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!