Нагрузка на плиту перекрытия: Какова допустимая нагрузка на плиту перекрытия

Расчет конструкций консольных перекрытий — решенный пример

Консольные плиты часто используются в зданиях из-за необходимости иметь большие пространства на верхних этажах.Для этого архитекторы обычно расширяют плиту за пределы линии здания первого этажа, образуя консоль. В этом посте мы покажем, как мы можем анализировать и проектировать консольные плиты, подверженные нагрузке на пол и нагрузке на блоки.

Решенный пример
Консольная плита толщиной 200 мм имеет длину 1,715 м и выдерживает нагрузку на блоки на расстоянии 1,0 м от закрепленного конца. Спроектируйте плиту, используя данные, приведенные ниже;

Назначение здания — Жилое
f _ck = 25 МПа
f _yk = 460 МПа
Бетонное покрытие = 25 мм
Высота блочной стены = 2.75 м
Удельный вес бетона = 25 кН / м ³
Удельный вес блока с отрисовкой = 3,75 кН / м ²

Расчет нагрузки
Собственный вес плиты = (25 × 0,2) = 5 кН / м ²
Отделка (предполагаемая) = 1,2 кН ​​/ м ²
Допуск на перегородку = 1,0 кН / м ²
Всего характеристика постоянного действия (нагрузка давлением) gk = 7,2 кН ​​/ м ²

Остаточное воздействие от стены Gk = 3,75 × 2,75 = 10,3125 кН / м

Переменное воздействие на плиту qk = 1.5 кН / м ²

В предельном состоянии;
n = 1,35gk + 1,5qk
n = 1,35 (7,2) + 1,5 (1,5) = 11,97 кН / м ²

Предельная нагрузка от стены = 1,35 x 10,3125 = 13,92 кН / м

Расчетные усилия
M _Ed = (13,92 × 1) + (11,97 × 1,715 ² ) / 2 = 31,523 кНм
V _Ed = (13,92) + (11,97 × 1,715) = 34,45 кН

Расчет на изгиб
M _Ed = 31,523 кНм
Эффективная глубина (d) = h — C _nom — ϕ / 2 — ϕlinks
Предполагая, что стержни ϕ12 мм будут использоваться для основных стержней
d = 200-25 — 6 = 169 мм

k = M _Ed / (f _ck bd ² ) = (31.523 × 10 ⁶ ) / (25 × 1000 × 169 ² ) = 0,044

Поскольку k <0,167, компрессионная арматура не требуется
z = d [0,5+ √ (0,25 — 0,882K)]
z = d [0,5+ √ (0,25 — 0,882 (0,044))] = 0,95d

A _s1 = M _Ed /(0,87f _yk z) = (31,523 × 10 ⁶ ) / (0,87 × 460 × 0,95 × 169) = 490 мм ² / м
Обеспечьте X12 при 200 c / c ТОП (AS _пров = 565 мм ² / м)

Проверка на прогиб
ρ = A _{с, prov} / bd = 565 / (1000 × 169) = 0.0033
ρ ₀ = эталонный коэффициент армирования = 10 ^-3 √ (f _ck ) = 10 ^-3 √ (25) = 0,005
Так как если ρ ≤ ρ ₀ ;

L / d = K [11 + 1.5√ (f _ck ) ρ ₀ / ρ + 3.2√ (f _ck ) (ρ ₀ / ρ — 1) ^(3⁄2)

k = 0,4 (консольные)

L / d = 0,4 [11 + 1,5√ (25) × (0,005 / 0,0033) + 3,2√ (25) × [(0,005 / 0,0033) — 1] ^(3⁄2)
L / d = 0,4 [ 11 + 11,363 + 5.9159] = 11,311

β _s = (500 As _prov ) / (f _yk As _req ) = (500 × 565) / (460 × 490) = 1,253

Следовательно, ограничение L / d = 1,253 × 11,311 = 14,172
Фактическое L / d = 1715/169 = 10,147

Так как фактическое L / d (10,147) <предельного L / d (14,172), отклонение является удовлетворительным.

Упражнение для студентов
(1) Предоставьте распределительные стержни
(2) Проверьте секцию на сдвиг
(3) Проверьте на наличие трещин
(4) Сделайте эскизы деталей

Спасибо, что посетили Structville сегодня, и благословит Бог.

Проектирование жилых домов с использованием CSC Orion (Шаг за шагом по Еврокоду 2) »Engineering Basic

Ранее я обсуждал анализ конструкций и проектирование жилых домов с использованием ручных расчетов, а сегодня четко объясню пошаговые процедуры проектирования жилых домов с использованием CSC Orion. После прочтения этой статьи вы сможете использовать CSC Orion for Design.

У вас нет CSC Orion, скачайте ЗДЕСЬ

Узнайте , как установить и взломать CSC Orion 18

ОБЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ (G.А.)

Архитектурный чертеж позволяет инженеру подготовить то, что обычно называется «общей компоновкой» здания, в народе называемой «G.A.». Группа G.A. четко определяет расположение конструктивных элементов, таких как колонны, балки и обшивка плит перекрытия. Группа G.A. также содержит маркировку осей и стержней на основе линий сетки. После завершения общего обзора инженер выполняет предварительный расчет конструктивных элементов, который может регулироваться прошлым опытом или требованиями к прогибу, основанными на практических правилах.После определения размеров перед инженером стоит задача загрузить конструкцию. Но давайте кратко рассмотрим, как мы поступаем с G.A.

Нет прописанных правил о том, как выбрать подходящую общую компоновку конструкции. На мой взгляд, адекватное представление общей схемы больше связано с многолетним опытом проектирования.

В этой статье для анализа и проектирования был представлен небольшой жилой дом на участке земли размером 10 х 15 м. План первого этажа здания показан на схеме ниже.С архитектурной точки зрения, здание представляет собой размещение на две семьи, каждая из которых занимает один этаж. Чтобы свести к минимуму прерывание работы, лестница была размещена в крайней левой части здания. Также ниже показан 1-й этаж здания. Он имеет балкон на кухне, консольную террасу / веранду и небольшой балкон у лестничной клетки. В остальном общее устройство примерно такое же.

Мой стиль общего расположения (GA)

Архитектурный чертеж здания может иметь разные формы.Если это будет электронная копия чертежа САПР, то работа станет намного проще. Рекомендуется разместить план первого этажа рядом в окне графического интерфейса пользователя вашей программы САПР (например, AUTOCAD) с планом этажа последующих этажей, как показано на схеме ниже:

Обратите внимание, что архитектурные чертежи имеют собственные линии сетки для разных осей. В текущем здании, которое мы пытаемся спроектировать здесь, некоторые детали (например, линии сетки) были удалены из архитектурного чертежа (план первого и второго этажей) с целью ясности очень необходимых деталей, таких как размерные линии.Поместив планы этажей рядом друг с другом в окне, вы можете сразу начать замечать несколько разных вещей в планах этажей. Чтобы получить дополнительные идеи о том, как действовать, скопируйте планы этажей в другое место в окне (по-прежнему оставляя те, которые вы разместили рядом). Теперь скопируйте план первого этажа и вставьте его на план первого этажа, чтобы размеры и оси точно совпали.

Вы можете выбрать выступающий угол здания в качестве отправной точки для операции копирования и вставки.Для большей наглядности вы можете изменить цвет или толщину (или и то, и другое) элементов первого этажа и элементов второго этажа и линий сетки, чтобы вы могли правильно различать их.

После того, как вы приклеили первый этаж к цокольному этажу, теперь вы можете увидеть взаимодействие двух этажей. Все оси, которые совпадают, будут видны, и все оси, которые находятся на первом этаже и не на первом этаже, и наоборот, также станут видимыми. На этом этапе вы также можете увидеть схему работы с блоками на первом этаже, и это более важно для общей конструкции плиты перекрытия.Он правильно подскажет вам выбор оси балки перекрытия. Рабочая ось блока первого этажа поможет вам в разработке плана фундамента. Не работайте на первом этаже в одиночку, не глядя на первый этаж — последнее, что вам нужно, это поставить колонну где-нибудь на первом этаже и увидеть, как она выскакивает из вестибюля первого этажа. Так что тщательно делайте выбор на основе совпадающих осей и справедливого единообразия. И как я намекал ранее, ваше расположение должно соответствовать тому, что задумал архитектор.Так что это очень похоже на искусство, и здесь вам нужно проявить свою изобретательность. (Мой руководитель во время прохождения производственного обучения однажды сказал мне, что это одна из самых сложных задач в проектировании конструкций).

В качестве подсказки, следующее, что нужно сделать, это создать прямоугольную рамку (скажем, 230 x 230 мм) в AUTOCAD и заштриховать ее любым привлекательным для вас шаблоном (обычно я использую SOLID). Это представляет ваши колонны на плане этажа. Теперь аккуратно скопируйте этот элемент и начните вставлять его в те места, где вы решили разместить свои столбцы (обычно это происходит на пересечении осей).Кроме того, я обычно начинаю с углов здания; чаще всего колонны должны присутствовать независимо от расположения. После этого переходите к интерьерам и расставляйте колонны по желанию. После того, как вы удовлетворены тем, что вы сделали, внимательно проверьте взаимодействие аранжировки и убедитесь, что они разумны. Области, где будут взаимодействовать первичный и вторичный лучи, также станут очень заметными.

Чтобы прояснить некоторые моменты, давайте посмотрим на часть плана, который мы рассматриваем в этой статье;

Мы хотим разместить колонны вдоль оси A.Небольшое рассмотрение покажет, что мы можем разместить столбцы в точках A1, A3 и A5. Кроме того, мы можем альтернативно разместить столбцы в точках A1, A2, A4 и A5. Не читая дальше, поразмышляйте над этим расположением и выберите вариант, который вы предпочтете.

Очевидно, A1 и A5 определенно (угловые столбцы). Если я решу разместить столбец в точке A3 (игнорируя A2 и A4), следующие последствия:

• У меня будет больший пролет для A: 1-3 и A: 3-5
• У меня будет балка перекрытия, проходящая вдоль оси 3 (балка, вероятно, должна будет спуститься до оси C, прежде чем натолкнется на другую опору, если я не вытягиваю другую балку, чтобы действовать как первичная балка).Это само по себе сложность.
• Плиты перекрытия в спальне и кухне будут подвергаться блокирующей нагрузке со стороны стен на оси 2 и 4, часть которой впоследствии будет перенесена на балки на оси 3. Это основано на предположении, что земля стены из блоков перекрытия не несут никакой нагрузки (поэтому я пренебрегал влиянием осей 2 и 4 стен первого этажа, исходя из этого предположения)

Если я выберу вторую альтернативу;

• У меня будут более короткие пролеты, и три пролета вместо двух.Изгибающий момент на участке A: 2–4, вероятно, будет слишком большим.
• У меня будет стена вдоль оси 3, но из-за близости и с учетом последствий распределения нагрузки это не будет критичным и не повлияет на мои конструкции, как предыдущий вариант.
• Моя балка перекрытия на оси 2 остановится на оси B, а моя балка перекрытия на оси 4 остановится на стене рядом с осью B. Так что мне не придется иметь дело со сложной компоновкой.

Учитывая все эти последствия, я предпочел вторую альтернативу.Однако, если здание находится в районе с настолько плохой почвой, что строительство одной опоры будет очень дорогостоящим, мы можем согласиться на альтернативу 1. Окончательный GA I, принятый для всей модели, показан на схеме ниже;

ДАННЫЕ ЧЛЕНА

Толщина плиты = 150 мм

Размеры балок перекрытия = 450 мм x 230 мм

Размер балок крыши = 250 мм x 230 мм

Размеры колонн = 230 x 230 мм

Все виды фасада здания нашего тематического исследования показаны ниже;

Вид сбоку

Вид сзади

Вид справа

Вид слева

Разрез здания (участок А — А)

МОДЕЛИРОВАНИЕ НА CSC ORION

Orion — это программа для расчета, проектирования и разработки конструкций, разработанная для проектирования бетонных строительных систем (Справочное руководство CSC Orion).Программа состоит из нескольких модулей для выполнения следующих задач;

[1] Трехмерный анализ структурной модели здания

[2] Расчет армирования колонн, поперечных стен, перекрытий и балок

[3] Детали колонн, поперечных стен и балок

[4] Проектирование фундамента и детализация

[5] Анализ и проектирование лестниц

[6] Выделение количества бетона и стали

В отличие от программы структурного анализа общего назначения, Orion сосредоточен на точном анализе, быстрой подготовке данных, автоматическом проектировании железобетона и автоматизированной подготовке инженерных чертежей и деталей.Таким образом, модель Ориона позволяет:

[1] Создать чертеж общего вида

[2] Спроектируйте плиты перекрытия и распределите нагрузки перекрытия на балки

[3] Проанализировать каркас здания

[4] Проектирование неразрезных балок, колонн, стен и фундамента

[5] Автоматическое создание чертежей деталей RC

Завершив общую компоновку, вы должны перейти к моделированию конструкции.GA — это первый шаг, независимо от того, проводите ли вы анализ вручную или с помощью компьютера. Предполагается, что вы уже приобрели и установили на свой компьютер программный пакет Orion. В Orion есть много подходов к моделированию, например, импорт из другого программного обеспечения и т. Д. Но в этом тексте я концентрируюсь на моделировании с нуля.

Структура ниже — наша конечная цель.

Окончательная модель цели на CSC Orion

[1] НАЧАЛО РАБОТЫ

Запустите программное обеспечение Orion.При запуске появляется это диалоговое окно ниже;

Щелкните New Project.

Введите код проекта по вашему выбору. В этом случае обратите внимание, что в коде проекта нельзя использовать интервалы. Вы можете использовать подчеркивание для разделения слов. Нажмите кнопку ENTER

При нажатии кнопки ENTER открывается диалоговое окно Центра настроек , как показано ниже. Выберите UK (Еврокод) и убедитесь, что отмечены все параметры в « Current Project Settings ».Затем нажмите ИМПОРТ.

Выберите данные таблицы по своему усмотрению и нажмите OK . Обратите внимание, что в раскрывающемся меню доступны различные размеры листов, такие как A2, A3, A4, A5 и т. Д. Укажите желаемое и нажмите ok.

На этом этапе появляется графический интерфейс пользователя (GUI), показанный на диаграмме ниже. Зеленый прямоугольник на экране представляет размер листа, который вы выбрали в предыдущем диалоговом окне. Теперь мы хотим создать общую картину здания.К этому времени вы должны были вручную подготовить свой GA (это может быть грубый набросок) и точно разместить балки и колонну там, где вы хотите, чтобы они были. В этом случае обратите внимание, что GA, который мы хотим подготовить, был показан выше, вы должны тщательно указать предварительные структурные размеры ваших элементов и бетонное покрытие, а именно;

Размеры колонн (в данном случае 230 x 230 мм)

Размеры всех балок перекрытия (в данном случае 450 x 230 мм)

Размеры балок крыши (в данном случае 250 x 230 мм)

Толщина плиты (h) = 150 мм

CSC Orion главная страница графического интерфейса пользователя

[2] СОЗДАНИЕ ОСИ

Определившись со всеми этими вещами, перейдите к Axes (обведены красным на диаграмме выше) в левой части графического интерфейса и щелкните по нему правой кнопкой мыши.На этом этапе мы хотим создать все указанные оси. Итак, щелкнув по нему правой кнопкой мыши, выберите Orthogonal Axis Generator и щелкните по нему. Курсор в этом месте изменится на крест с тонкими линиями. Теперь переместите указатель мыши на указанный лист в графическом интерфейсе (зеленое прямоугольное поле) и щелкните в нужном месте на нем. Появляется следующее диалоговое окно;

Оси Dir-1 представляют вашу ось Y (вертикальные оси на плане), а Оси Dir-2 представляют вашу ось X (горизонтальные оси на плане).Вы можете поменять местами метки оси по своему желанию. Итак, чтобы соответствовать нашему первоначальному плану, давайте оставим все как есть.

Интервал (я) осей относится к интервалу между различными осями (или нашими линиями сетки). Несмотря на то, что это не указано на диаграмме общего вида, края консольной плиты должны иметь собственную ось. Это сделано для облегчения моделирования наших консольных плит.

Итак, в нашем GA мы можем указать интервалы между осями (каждый интервал отделяется запятой, все размеры в мм)

Dir-1 Оси

Расстояние между осями : 823,3715,1285,3625 (ввод значений снизу вверх)

Dir-2 оси

Расстояние между осями : 2000, 3225, 1400, 1960, 3400 (ввод значений слева направо)

Теперь вы обнаружите, что есть некоторые линии сетки, которые мы не захватили.Не беспокойтесь. При желании вы можете не торопиться и как можно точнее указать интервал линий сетки. Это, наверное, лучший способ. В противном случае есть более быстрый способ сделать это — сместить уже существующую ось на желаемое расстояние. Единственная разница в том, что ваши ярлыки станут буквенно-цифровыми. Например, если вы сместите ось A, вы, вероятно, получите метку оси A1. Думаю, это не должно вызывать особого беспокойства, поскольку впоследствии его можно редактировать. Оставьте выносную линию оси как есть (на 2000 мм) и нажмите OK .

При нажатии OK в пользовательском интерфейсе появляется рисунок ниже, показывающий линии сетки.

Посмотрев на диаграмму выше, вы можете убедиться, что ось E на интерфейсе обозначает ось A в нашем GA, а ось 6 в графическом интерфейсе пользователя означает ось 8 в нашем GA. Теперь, если вы посмотрите на нашу GA, у нас есть ось 7, которую мы еще не зафиксировали. Чтобы создать его, мы знаем, что расстояние между осями 7 и 8 составляет 2035 мм по нашему ручному GA. Мы хотим создать ось 7 на Орионе, сместив ось 8.Таким же образом мы создаем все остальные оси, включая свободный край консольных плит. Итак, щелкните правой кнопкой мыши Axis 6 в графическом интерфейсе Orion и выберите Offset Axis.

Теперь появляется диалоговое окно справа вверху, и вы должны указать расстояние смещения, введя 2035 мм в « Offset from Previous ». После ввода значения щелкните в направлении, в котором вы хотите сделать смещение. В этом случае вам нужно щелкнуть в направлении левой стороны оси 6, чтобы ось была создана.Таким образом, мы создаем все остальные оси, оставшиеся на нашем GA.

Окончательные оси / линии сетки, охватывающие всю модель, показаны ниже;

[3] СОЗДАНИЕ КОЛОНН

После создания наших осей следующим шагом будет размещение столбцов в их точных местах. Мы должны быть осторожны, чтобы убедиться, что столбцы находятся там, где они должны быть.

Щелкните значок столбца в строке меню

Введите поперечное сечение колонны (в мм) в местах, предусмотренных в точках b1 и b2.b1 и b2 — это глубина и ширина столбца, как определено ниже. e1 и e2 определяют эксцентриситет осей с колонной. Поэтому в случаях, когда вы моделируете колонну, которая будет выступать из здания, вы должны хорошо понимать, как управлять своими эксцентриситетами. В данном случае я хочу, чтобы он проходил через центр тяжести колонны, поэтому мне придется разделить поперечное сечение на два; следовательно, e1 = e2 = 230/2 = 115 мм

Теперь осторожно переместите столбцы в графический интерфейс и разместите столбцы в тех местах, где они находятся, щелкнув мышью на пересечениях, где у нас есть наши столбцы.Ваш окончательный результат должен быть таким, как показано ниже. Внимательно проверьте его соответствие нашим GA.

[4] СОЗДАНИЕ НАПОЛЬНЫХ БАЛКОВ

После создания наших колонн следующим шагом будет размещение балок перекрытия на осях, которым они принадлежат.

Щелкните значок луча, появится диалоговое окно ниже

Введите b — ширину балки. В нашем случае b = 230мм. b2 — это эксцентриситет оси с балкой, которую мы хотим пройти через центральную ось при b / 2 = 230/2 = 115 мм. hbot — это общая глубина балки, а для нашего исследования значение составляет 450 мм. Игнорируйте htop , оставив значение равным нулю.

Чтобы добавить балки, щелкните точку пересечения любой колонны, которую вы выбрали в качестве начальной точки, и перетащите ее в другое место колонны. Продолжайте нажимать и перетаскивать его, пока не создадите все балки перекрытия.