КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
Розрахунок вогнестійкості залізобетонного перекриття
ВИХІДНІ ДАНІ
Район будівництва: м. Рівне
Ступінь вогнестійкості будинку: ІІ;
Висота поверху: Н=3.3м;
Прольоти будинку: l = 9 м.
Крок колони: l1= 8.5 м;
Довжина будинку: L = 170 м;
Кількість поверхів: nп= 3;
Розрахункове постійне навантаження на перекриття: g0 = 3,6 кН/м2;
Розрахункове тимчасове навантаження на перекриття: v0= 5.7 кН/м2;
Кількість прольотів будинку: три
Параметри бетону конструктивних елементів, що розраховуються за
вогнестійкістю:
вид бетону, щільність бетону, вологість бетону та інші дані, яких не
вистачає, приймаємо самостійно з використанням підручників, конспекту
лекцій, методичних вказівок, нормативно-довідкової літератури, з
врахуванням консультацій викладача.
ПРОЕКТУВАННЯ ЗБІРНОГО ЗАЛІЗОБЕТОННОГО ПЕРЕКРИТТЯ
Для даного регіону будівництва (м. Рівне) вибираємо товщину стін 510 мм.
Будуємо поверховий план будинку і наносимо на ньому усі задані
параментри (проліт, крок, тощо).
Компонування збірного залізобетонного перекриття
Збірне залізобетонне перекриття будівлі складається з панелей і ригелів,
які опираються на несучі зовнішні стіни і колони .
Ригель є нерозрізною балкою при вільному опиранні кінців на зовнішні
несучі стіни і жорстким з’єднанням на проміжковій опорі (колоні).
Переріз ригелів приймають прямокутним або тавровим з полицею вверху або
внизу.
Попередньо розміри перерізу ригеля, з умови достатньої згинальної
жорсткості, приймають наступними: висоту h=(1/10(1/15)l, ширину
b=(0,3(0,4)h, де l – проліт ригеля, рівний відстані в осях між колонами.
В нашому випадку, оскільки будівля промислова, приймемо поперечний
напрямок розташування ригелів.
Вибираємо довільний тип ригеля.
В залежності від призначення панелі проектують плоскими або ребристими.
Плоскі панелі можуть бути з овальними або круглими пустотами, а також,
суцільні.
Номінальну ширину і довжину панелей приймають в залежності від прийнятої
сітки будівлі з врахуванням заводської технології їх виготовлення. В
промислових будівлях номінальна ширина панелей, як правило, складає 1500
і 3000 мм, деколи 2000 мм. Добірні елементи мають ширину 1000, 750 і 500
мм. Проліт плит відповідає прольотам будівлі.
В нашому прикладі приймаємо збірні залізобетонні ригелі найпростішого
типу – прямокутного профілю, нерозрізні з жорсткими вузлами з’єднань з
колонами.
Розмір поперечного перерізу ригеля перекриття задаємо орієнтовно.
Висоту перерізу –з умови достатньо згинальної жорсткості:
(1)
(2)
і приймаємо кратною 0,05 м, в нашому прикладі: b=0,4 м.
Конструктивна ширина і довжина панелей менше номінальної на 10-30 мм для
отримання зазорів, які необхідні для наступного замонолічування
перекриття. При опиранні збірних панелей на зовнішні несучі стіни з
цегли, великих блоків або легкобетонних панелей їх конструктивну довжину
приймають менше номінальної на 100-140 мм.
В нашому прикладі розглянемо багатопустотну залізобетонну плиту з
круглими пустотами.
Номінальна довжина збірної залізобетонної плити при опиранні на верхню
грань ригеля та цегляну стіну при розташуванні ригелів поперек будинку
дорівнює кроку ригелів: l1=8,5 м
Номінальну ширину плити в курсовому проекті рекомендується визначати з
урахуванням розташування по ширині прольоту цілої кількості плит одного
типорозміру. Приймемо номінальну ширину плити 1500 мм.
Висоту перерізу плити визначає з умови достатньої згинальної жорсткості:
(3)
Товщину збірних залізобетонних плит рекомендується приймати з
урахуванням технології їх виготовлення: для багатопустотних
залізобетонних плит з круглими пустотами – h=0,22 м. В нашому прикладі
приймаємо для багатопустотних плит : h1= 0,22 м.
Компонування збірного залізобетонного перекриття починаємо з нанесення
на ескіз сітки поздовжніх і поперечних осей за заданими величинами
прольотів та кроку колон. Зображуємо частину плану перекриття у вигляді
фрагменту довжиною 2-4 кроки колон.
По периметру розташовані осі стіни, а по середніх поздовжніх осях – два
ряди колон з позначенням їх умовної марки К1.
Ригелі перекриття розташовані поперек будинку і позначені умовною маркою
Р1.
Плити перекриття розташовуються поперек ригелів з таким чином, щоб по
осях поздовжніх рядів колон розмістились спеціальні в’язеві плити
шириною 1000 мм, позначені умовною маркою П2, біля поздовжніх стін –
добірні пристінні плити марки П3 шириною 500 мм, а на проміжних ділянках
– рядові плити марки П1 шириною 1500 мм (див. графічна частина проекту).
Вибір класів бетону і арматури
Клас бетону і вигляд бетону обираємо самостійно, а розрахунковий опір
бетону і арматури виписуємо з Додатку 1 табл. 10, 11 посібника для
виконання.
В нашому прикладі приймаємо:
бетон класу В40 на гранітному щебені, з призмовою міцністю (при
врахуванні коефіцієнта умов роботи бетону)
?b2 = 0,9,?Rb =0,9 · 22 = 19,8 МПа.
арматуру класу А-ІІ, з розрахунковим опором на розтяг:
Rs =280 МПа (табл. 11 Додатку 1).
Визначення навантажень та зусиль
Нормативне навантаження на 1 м2 плити в курсовому проекті визначається
приблизно:
(4)
(5)
На 1 м довжини збірної залізобетонної багатопустотної плити шириною 1,5
м діють наступні розрахункові навантаження:
постійне: g= 3,6* 1,5=5,4 кН/м
тимчасове: v= 3,3* 1,5=4,95кН/м
В період пожежі постійне навантаження на перекриття, як правило,
зберігається незмінним, а тимчасове зменшується до невизначеної величини
за рахунок евакуації людей, винесенням частини меблів тощо.
В курсовому проекті тимчасове навантаження на 1 м перекриття, при
розрахунку на стадії впливу температури пожежі, рекомендується приймати:
(6)
В нашому випадку тимчасове навантаження на 1 м довжини залізобетонної
збірної багатопустотної плити шириною 1,5 м при пожежі складає:
кН/м
Позначки і величини погонних постійних та тимчасових навантажень
наносимо на рисунок та враховуємо при розрахунку, відповідно, за несучою
здатністю та вогнестійкістю.
При опиранні панелі однією стороною на ригель, а іншою на стіну,
розрахунковий прольот плити приймають рівним довжині збірної панелі за
мінусом половини величини опирання з кожного боку:
(7)
де ln – номінальна довжина плити, с1 – глибина обпирання плити на
ригель, с2 – глибина обпирання плити на несучу стіну.
.
Позначення і величину розрахункового прольоту наносимо на розрахункову
схему плити.
У поперечному перерізі багатопустотної плити, як і в звичайній балці,
під дією навантажень виникають два види внутрішніх зусиль: згинальний
момент та поперечна сила.
Максимальний згинальний момент від повного розрахункового навантаження
виникає посередині прольоту плити і обчислюється за формулою:
(8)
Максимальна поперечна сила на опорі від розрахункового навантаження:
(9)
Отриману величину моменту і поперечної сили наносимо на епюри зусиль при
розрахунку за несучою здатністю
Розрахунок за міцністю нормальних перерізів
;
Розрахункова ширина стиснутої полиці:
.
, де n – кількість пустот.
Попередньо перевіряємо висоту перерізу збірної залізобетонної
багатопустотної панелі перекриття з умови забезпечення необхідної
жорсткості за формулою:
,
є достатньою згідно норм сортаменту.
(11)
.
Для розрахунку елементів прямокутного перерізу з одиночною арматурою
користуються таблицею15 (Додаток 1) і наступними рівностями:
, (12)
. (13)
,
.
– нейтральна вісь проходить в межах стиснутої полички. Площа перерізу
поздовжньої арматури:
, стержні діаметром 20 мм розподіляємо по два в крайніх ребрах і два в
одному середньому ребрі .
Визначення межі вогнестійкості за несучою здатністю багатопустотної
плити.
Блок вихідних даних :
b = 1,5 м; ho = 0,22 м; lo=8,35 м; gno =3,27 кН/м; vot = 1,14 кН\м;
Rb = 22 МПа, Rs = 280 МПа (А-IІ), Аs = 18,85см2, ?b = 2350 кг/м3, Wb =
1,7%; to =20 0С; ?un = 45 хв.
Знаходимо згинальний момент від нормативного постійного навантаження і
частки тимчасового навантаження, що залишається в стадії пожежі:
Коефіцієнт стисненої зони бетону при пожежі:
Відносна висота стисненої зони бетону при пожежі:
Знаходимо граничну висоту стисненої зони бетону:
,
.
.
Умова виконується. Отже, стиснута зона розташована в межах товщини
верхньої полиці над отворами.
Визначаємо коефіцієнт зниження опору робочої арматури в стадії пожежі:
для арматури А ІІ відповідає:
;
щільність сухого бетону знаходимо за формулою:
;
за таблицею 7 Додатку 1 визначаємо коефіцієнт К:
;
коефіцієнт теплопровідності ??,m визначаємо за табл. 6:
;
коефіцієнт теплоємкості Сt,m визначаємо за таблицею 6 Додатку 1:
;
знаходимо зведений коефіцієнт температуровідності ared:
;
визначаємо функцію помилок Гауса:
.
за даними таблиці 8 знаходимо, що функції Гауса erf Х=0,539 відповідає
аргумент:
2
ордината поверхні арматурного стержня при нормативній межі
вогнестійкості ?un =45хв = 0,75 год.
? = ys =0,02 м
, тому що сталь має високу теплопровідність і весь арматурний стержень
прогрівається миттєво.
Розрахункова межа вогнестійкості за несучою здатністю багатопустотної
плити під час нагрівання робочої арматури:
(3.26)
Зіставлення розрахункової нормативної межі вогнестійкості за несучою
здатністю багатопустотної плити:
?u = 80 хв. > ?un = 45 хв.
Висновок: розрахункова межа вогнестійкості вище нормативної. Отже,
багатопустотна плита, що проектується, задовольняє вимогам
вогнестійкості.
ЛіТЕРАТУРА
Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс.
Учебник для вузов. – 5- е изд., перераб. – М: Стройиздат, 1991.
Бертелеми Б., Крюпа Ж. Огнестойкость строительных конструкций – М:
Стройиздат, 1989.
Бондаренко В.М., Суворкин Д.Г. Железобетонные и каменные конструкции.
Учебник для студентов вузов по спец. «Пром. и гражд. строительство» – М:
Высшая школа, 1987
Бушев В.П., Пчелинцев В.А., Федоренко В.С. Огнестойкость зданий -М:
Стройиздат ,70г
Грушевский В.В., Котов Н.Л., Токарев В.Г., Шурин Е.Т.Пожарная
профилактика в строительстве. – учебник для пожарно-технических училищ
МВД СССР М: Высшая школа, 1989.
СНиП 2.03.01 -84 Бетонные и железобетонные конструкции. Госстрой СССР. –
М: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.
СНиП 2.03.04 -84 Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные
для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур.
Госстрой СССР. – М: ЦИТП Госстроя СССР, 1985.
ДБН В. 1.1.7-2002 „Пожежна безпека об’єктів будівництва”.
Кудаленкин В.Ф Пожарная профилактика в строительстве. Учебник для
пожарно-технических училищ МВД СССР. – М: ВИПТШ МВД СССР, 1985.
Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов
распространения огня по конструкциям и группам возгораемости материалов
(к СНиП II-2-80) /ЦНИИСК им. Кучеренко – М: Стройиздат, 1985.
Ройтман М.Я. Противопожарное нормирование в строительстве, 2- е изд.,
перераб., дополн. М: Стройиздат, 1985.
Рекомендации по определению пределов огнестойкости бетонных и
железобетонных конструкций / НИИЖБ М: Стройиздат, 1984 .
Романенко И.Г., Зигерн – Корн В.Н. Огнестойкость строительных
конструкций из эффективных материалов. М: Стройиздат , 1984.
Милованов А.Ф. Огнестойкость железобетонных конструкций. М: Стройиздат,
1986.
Фомин С.Л. Расчет железобетонных конструкций на
температурно-влажностные воздействия технологической и климатической
среды. Учб. пособие , К: УМК ВО, 1992.
Яковлев А.И. Расчет огнестойкости строительных конструкций. М:
Стройиздат, 1988.
Здания, сооружения и их поведение в условиях пожара. Программа для вузов
МВД СССР. – М: УМЦ при ГУКУЗ МВД СССР, 1990.
Лыков А.В. Теория теплопроводности . М: Высшая школа, 1967.
Ройтман М.Я .Пожарная профилактика в строительном деле. ВИПТШ МВД СССР,
1975.
20).Бучок Ю.Ф. Будівельні конструкції: Основи розрахунку: Підручник.-К.:
Вища школа., 1994.
21).Улицкий И.И. Железобетонные конструкции. –К.: Будівельник, 1973.
22). Стасюк М.І. Залізобетоні конструкції. Ч.1. Основи розрахунку
залізобетонних конструкцій за граничними станами: Навч. пос.-К.: ІЗИН,
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
10
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
