1.1. Исходные данные для проектирования

Четырехэтажное каркасное здания без подвала, с размерами в плане 19,8×30,0 м. Сетка колонн 6,6×6,0 м, высота этажей 4,2 м. Нормативное значение временной нагрузки на междуэтажное перекрытие ν_n = 6,0 кН/м² (600,0 кг/м²), в том числе длительное (пониженное) 4,5 кН/м², кратковременное 1,5 кН/м².Полный сбор нагрузок представлен в таблице 2.1. Здание второго уровня ответственности, коэффициент надежности по назначению здания γ_f = 0,95. Снижение нагрузок на плиты, ригели, колонны и фундаменты за счет неравномерности загрузки перекрытий и этажей не учитывается, коэффициенты ψ_n1=ψ_n2= 1.

Место строительства – Москва. Район по снеговой нагрузке –ΙΙΙ, расчетная снеговая нагрузка 1,8 кН/м² (180 кг/м²), в том числе длительная 50% от полной и составляет 0,9 кН/м².

Район по давлению ветра-I, нормативное давление 0,23 кН/м² (23кг/м²). Здание расположено в местности типа «В», коэффициент k, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, при максимальной отметке проектируемого здания +17,40 м принят 0,8. Скорость ветра 4 м/сек. Условное расчетное сопротивление грунта R₀ = 0,3 МПа. Глубина промерзания 1,4 м.

Компоновочная схема сборного перекрытия представлена на рис. 3.1. Номинальные длины: ригеля – 6,6 м, плит – 6,0 м. Ширина рядовых и связевых плит 1,65 м; связевые плиты располагают по осям колонн; пристенные плиты опираются на ригели и стальные опорные столики на крайних колоннах. В продольном направлении жесткость здания обеспечивается вертикальными связями, устанавливаемыми в среднем пролете по каждому ряду колонн.

Ригели поперечных рам – разрезные, таврового сечения с подрезкой соединяются с колоннами с помощью закладных деталей «рыбок». Колонны на два этажа, сечением 400×400 мм с жесткими прямоугольными консолями. В поперечном направлении здание работает по связевой системе, где роль вертикальных диафрагм выполняют торцевые стены и лестничные клетки. В рамках курсового проекта предлагается выполнить следующие расчеты несущих элементов здания.

По первой группе предельных состояний

В сборном варианте выполнить расчеты прочности: преднапряженной плиты перекрытия, ригеля, колонны, отдельного фундамента под колонны.

По второй группе предельных состояний

Рассчитать момент образования трещин сборной плиты перекрытия, ширину раскрытия нормальных трещин и прогибы от полной нормативной нагрузки при кратковременном ее действии в стадии эксплуатации.

2.2. Проектирование ребристой плиты перекрытия

Исходные данные. Плиты перекрытий изготавливаются из тяжелого бетона. Передаточная прочность бетона R_bp принимается не менее 50% от класса бетона и не менее 15 МПа. Распалубочная прочность принимается равной передаточной прочности. Отпускная прочность бетона в изделии назначается не менее 80% от проектной прочности. Арматурные сетки и каркасы сварные или вязаные. Проектное положение арматуры обеспечивается пластмассовыми фиксаторами. Закладные детали фиксируются монтажной сваркой к каркасам или сеткам. Арматура продольных ребер – предварительно напряженная, класса А800 (сталь марки 23Х2Г2Т), с электротермическим натяжением на упоры форм. Нормативное сопротивление арматуры А800, (таблица 5 приложения), R_sn = 800 МПа; расчетное сопротивление R_s = 695 МПа (695·10³ кН/м²); модуль упругости Е_s = 2,0 ·10⁵ МПа (2,0·10⁸ кН/м²). Арматура каркасов – классов А240 или В500, закладные детали из стали Ст3пс, монтажные петли из стали класса А240, марки Ст3сп или класса А300 марки 10ГТ. Бетон класса В30, согласно табл. 2 приложения R_b = 17 МПа (17·10³ кН/м²), Е_b = 32,5·10³ МПа (32,5·10⁶ кН/м²); R_bt,n = 1,75 МПа (1,75·10³ кН/м²); R_bt = 1,15МПа (1,15·10³ кН/м²).

Плита рассчитывается по предельным состояниям первой группы для работы в стадиях изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации.

По предельным состояниям второй группы выполняются расчеты для определения момента трещиностойкости, ширины раскрытия трещин и прогибов в стадии эксплуатации.