Расчетная часть (Многоэтажный монолитный жилой дом в г. Владивостоке)

2 ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА, ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА И АРМАТУРЫ, ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ.

Жилое здание возводится из монолитного железобетона в тоннельной опалубке.

Технологическая цепочка процессов возведения здания:

1. установка опалубочных секций с помощью крана;

2. установка арматурных стержней в проектное положение;

3. укладывание и уплотнение бетонной смеси;

4. выдерживание конструкций до проектной прочности;

5. распалубливание конструкций.

2.1 Расчёт и конструирование плиты перекрытия.

2.1.1 Материалы для плиты.

Бетон – тяжёлый класса по прочности на сжатие В15: R_bn=R_b,ser=11,0МПа, R_btn=R_bt,ser=1,15МПа, R_b=8,5МПа, R_bt=0,75МПа, коэффициент условия работы бетона _b2=0,9

Арматура – стержни периодического профиля класса А-III диаметром 6-8мм: R_s=355МПа, R_sn=R_s,ser=390МПа;

2.1.2 Исходные данные.

Плита толщиной 200мм работает на изгиб в двух на­правлениях из плоскости, и рассчитывается как защемленная по трём сторонам.

l₁^ф=6570мм.

l₂^ф=10090мм.

Расчётные пролёты: l₁=6570-300/2-380/2=6220мм;

l₂=10090-300/2=9900мм, где 300мм – толщина стен.

Соотношение сторон плиты:

=l₂/l₁=9900/6220=1,59>1,50 – плита работает на изгиб в двух направлениях.

2.1.3 Сбор нагрузок на монолитное перекрытие.

Таблица 1 – Сбор нагрузок на перекрытие

Расчётные нагрузки с учётом коэффициента надёжно­сти по назначению _n=0,95:

q =87410,95=8303,95Н/м²=8,3кН/м²;

q_n=66850,95=6350,75Н/м²=6,4кН/м²;

q_l=71810,95=6821,95Н/м²=6,8кН/м².

Нагрузка образования трещин и опорных и пролётных сечениях плиты при =1,59 a^о₁=3,4; а^о₂=4,2; а^о₃=4,6; β^о=0,32.

q_crc1=a₁^оh²R_bt/l²=3,420²1,15100/622²=0,4Н/cм²=4,0кН/м²< <q_n=6,4кН/м²;

q_crc2=4,220²1,15100/990²=0,19Н/cм²=1,9кН/м²<q_n=6,4кН/м²;

q_crc3=4,620²1,15100/622²=0,54Н/cм²=5,4кН/м²<q_n=6,4кН/м².

Следовательно, на опорах и в пролёте плиты образуются трещины.

Момент, воспринимаемый сечением плиты при обра­зовании трещин на длину b=1м.

M_crc=bh²R_bt,ser/3,5=10020²1,15100/3,5=1314285,7Н/cм=

=13,1кН/м.

Вычисляем:

_m=M_crc/(γ_bR_bbh₀²)=1310000/(0,98,510010016²)=0,0669;

=1-(1-2_m)^1|2=1-(1-20,0669)^1|2=0,0693;

=1-0,5=1-0,50,0693=0,9655;

A_s,crc=M_crc/(R_sh₀)=1310000/(3551000,965516)=2,39см².

2.1.4 Расчёт несущей способности плиты.

Несущая способность плиты определяется по формуле:

q=24(2M₁+M₂+M_I+M_I^’+M_II)/(l₁²(6l₂-l₁)).

Задаем коэффициенты распределения изгибающих моментов:

_f=M₂/M₁=0,15; _I=M_I/M₁=2; _II=M_II/M₁_I=1

8,3=(24(1M_I9,9+0,15M_I6,22+2M_I9,92+0,3M_I6,22))/(6,22²(69,9-6,22).

Откуда M_I=13,61кНм, тогда требуемое армирование плиты:

_m=M_crc/(R_bbh₀²)=1361000/(0,98,510016²100)=0,0695;

=1-0,5(1-(1-2_m)^1/2)=0,9640;

A_s1=1361000/(3551000,964016)=2,49см².

Используя принятые соотношения _i, вычисляем:

A_s2=0,152,49=0,374см²;

A_sI=22,49=4,98см²;

A_sII=10,152,49=0,374см².

Окончательно принимаем армирование плиты: в про­лёте вдоль l₁ - 8 А-III с шагом 200мм, А_s1=4,02см²; в пролёте вдоль l₂ - 6 А-III с шагом 200мм, А_s2=1,42см². Условие 0,5(А_s1+A_s2)>A_s,crc; 0,5(4,02+1,42)=2,72см²>2,39см² – выпол­няется.

На опорах вдоль l₁ принимаем 8 А-III с шагом 200мм A_sI=4,02 см²; вдоль l₂ принимаем 6 А-III с шагом 200мм A_sII=1,42см². Условие А_si> A_s,crc выполняется во всех случаях.

Проверка несущей способности, по формуле:

M_i=R_siA_si(h_0i-(0,5R_siA_si)/(R_bl_i)), вычисляем:

М₁=3554,02100(16-(0,53554,02)/(7,65100))=2150247,9Нсм=21,50кНм;

М₂=3551,42100(15,5-(0,53551,42)/(7,65100))=764746,06Нсм= =7,65кНм;

М_I=3554,02100(16-(0,53554,02)/(7,65100))=2150247,9Нсм= 21,50кНм;

М_II=3551,96100(15,5-(0,53551,96)/(7,65100))=1046845Нсм=10,47кНм;

q=24(221,59,9+7,656,22+221,509,9+10,476,22)/(6,22²

(69,9-6,22)=11,25кН/м²>8,3кН/м².

Вывод: прочность плиты обеспечена.

2.1.5 Конструирование арматуры плиты перекрытия.

Верхнюю рабочую арматуру на приопорных участках (вдоль l₁ 8, S = 200мм; вдоль l₂  6, S = 200мм) располагаем на длину х₁ для l₁ и х₂ для l₂ соответственно, плюс длина анкеровки l_an.

l_an = (w_anR_s/R_b + _an)d  20d,

длину анкеровки принимаем l_an,1=(0,735511+11)8= 269мм>  20d=160мм;

l_an,2= 200  20d=206=120мм.

Определяем длину зоны растянутых верхних волокон у приопорных участков: для этого запишем уравнение

M(x) = Q₀x – M₀ + qx²/2 = 0

qlx/2  ql²/12 + qx²/2 = 0

6qlx  ql² + 6qx² = 0

6qx² + 6qlx  ql² = 0

D = 36q²l²  46 q (ql²) = 36q²l² + 24q²l² = 60q²l² , отсюда

х₁ = ; х₂ =

Итак, в пролете l₁=6,220м:

х₁ = = 0,9м;

в пролете l₂=9,900м:

х₂ = = 1,4м.

Верхняя арматура

Заводим арматуру за расчетное сечение:

вдоль пролета l₁ на величину l_an,1= 0,27 м;

вдоль пролета l₂ на величину l_an,2= 0,20 м.

Итого вдоль пролета l₁ = 6,220м длина стержней верхней арматуры

0,9 + 0,27=1,17м  принимаем 1,20м

вдоль пролета l₂ = 9,900м длина стержней верхней арматуры

1,4 + 0,20 = 1,60м  принимаем 1,6 м.

Нижняя арматура

Нижнюю арматуру принимаем по всей площади плиты перекрытия

вдоль пролета l₁: 8 А-III, S = 200мм;

вдоль пролета l₂: 6 А-III, S = 200мм.

2.2 Преимущества предлагаемых решений.

Технология возведения зданий из монолитного железобетона обладает рядом преимуществ перед технологией возведения зданий из сборного железобетона:

- количество закладных деталей минимально, что существенно позволяет снизить расход арматуры;

- экономия времени за счёт сильного снижения сварочных работ и отсутствия процесса по замоноличиванию швов между этажами;

- здание является сплошным каркасом без технологических швов, вследствие этого оно является более устойчивым по отношению к сборному варианту;

- данная технология более безопасна;

- затраты по использованию башенного крана значительно сокращаются в связи с применением стационарного бетононасоса для подачи бетонной смеси к месту укладки;

- отсутствие бетонных изделий заводского изготовления;

Вывод: вышеперечисленные преимущества позволяют снизить финансовые затраты на возведение здания и повысить темпы строительства.

2.3 Мероприятия по обеспечению долговечности.

В данном проекте следует предусмотреть:

- изготовление бетона на цементах с содержанием щёлочи не более 0,6% в расчёте на Na­2O;

- изготовление бетона на портландцементах с минеральными добавками;

- в состав бетона, в том числе в составы вяжущего, заполнителей и воды затворения не допускается введения солей для железобетонных конструкций;

- применение горячекатанной арматуры, которая обладает повышенной коррозионной стойкостью перед высокопрочной;

- марка бетона по водонепроницаемости не ниже W4;

- толщина защитного слоя бетона по 15 мм с каждой стороны;

- закладные детали и сварные соединения железобетонных конструкций следует защищать плотным бетоном;

- поверхности подземной части здания – фундамента, контактирующих как с агрессивной грунтовой водой так и грунтом следует защищать полимерным покрытием на основе лака ХП – 734 c учётом повышения уровня грунтовых вод и их агрессивности в процессе эксплуатации здания;

- сточные лотки, приямки, коллекторы, транспортирующие агрессивные жидкости, должны быть удалены от фундамента и стен на 2,0 м;

Изм.

Кол.уч.

Лист

№ док.

Подп.

Дата

Лист

ДП 270102.65.01.02.ПЗ-512