Разработка конструктивной схемы монолитного ребристого перекрытия

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Разработка конструктивной схемы монолитного ребристого перекрытия

Ребристое монолитное перекрытие состоит из главных, второстепенных балок и плит, монолитно-соединенных в единую конструкцию. Расчетная нагрузка, действующая на перекрытие, воспринимается плитой, которая передает ее в виде распределенной погонной нагрузки на второстепенные балки. Последние передают нагрузку в виде сосредоточенных сил на главные балки, которые, в свою очередь, распределяют ее на

Пролеты главных и второстепенных балок определяются сеткой колонн. Расстояние между второстепенными балками принимается одинаковым по всей ширине здания в пролетах 1,5…2,0 м. Для обеспечения работы плиты по балочной схеме расстояние между второстепенными балками не должно превосходить 1/3 их пролета

. Принимаем 1650мм

Высота второстепенных балок с учетом толщины плиты определяется из условия:

Высота главных балок должна быт больше, чем высота второстепенных балок и определяется из условия

Ширина балок принимается 0,4…0,5 их высоты.

Ширина второстепенных балок: мм. Принимаем 160мм

Ширина главных балок: мм. Принимаем 280 мм

Длина опирания элементов монолитного перекрытия на стену должная быть кратной размерам кирпича и принимается:

• Для монолитной плиты 12 см;
• Для второстепенной балки 25 см;
• Для главной балки 38 см.

 

Материалы для перекрытия.

 

Таблица 2. Характеристика бетона

Класс бетона на сжатие	Коэффициент условий работы бетона (табл. 15 [2]) γв2	Расчётные сопротивления для предельных состояний. МПа				Начальный модуль упругости, МПа Еb
		Первой группы		Второй группы
		Rb	Rbt	Rb, ser	Rbt, ser
В25	1	14,5	1,05	18,5	1,6	27·103
	0,9	13,05	0,95	—	—

 

 

 

Таблица 3. Характеристики арматуры

Класс арматуры, диаметры	Расчётные сопротивления для предельных состояний. МПа				Модуль упругости арматуры, МПа Es
	Первой группы			Второй группы
	Rs	Rsw	Rsc	Rs, ser
А – I	225	175	225	235	210·103
А – III (10…40 мм)	365	290	365	390	200·103
Вр – I (4 мм)	365	175	365	—	170·103

 

 

2. Расчёт и конструирование монолитного ребристого перекрытия

 

Расчетные пролеты и нагрузки

При соотношении расчетная схема плиты представляет собой многопролетную неразрезную балку, для расчета которой вырезают полосу шириной 1 м вдоль короткой стороны.

Расчетные пролеты плиты принимаются равным (рис. 2):

а) расстоянию в свету между второстепенными балками ;

б) расстоянию в свету между второстепенными балками и стеной, увеличенному на половину длины опирания плиты, .

Согласно заданию расчет выполняется только по предельным состояниям I группы. Нагрузки на плиту являются собственные массы плиты, пола и временная нагрузка.

где расчетная нагрузка на плиту сборного варианта, ;

нормативная нагрузка от собственной массы сборной плиты, ;

расчетная нагрузка от собственной массы монолитной плиты, ;

где - толщина плиты в метрах;

- плотность железобетона;

- коэффициент надежности по нагрузке.

Расчетная нагрузка на 1 п. метр пролета плиты численно равна нагрузке на 1

Расчёт перекрытия состоит из последовательных расчётов его элементов: плиты, второстепенных балок и главных балок. При расчёте элементов перекрытия можно ограничиться расчётом по несущей способности, так как при назначенных предварительно размерах поперечных сечений жёсткость элементов, как правило, достаточна.  

Определение расчетных пролетов плиты перекрытия:

- крайние пролёты:

= = 1,63 м, где 

- пролёт плиты между осями  ребер; = =  = 1650 мм  = 1,65 м.

- средние пролеты:

= 1,65 – 0,16 = 1,49 м;

 

- пролеты вдоль  второстепенных балок:

= 5,4 – 0,28 = 5,12 м.

 

Рис. 2 Расчетный пролет плиты

Так как

                = = 3,44 > 2, то плиту рассчитываем как балочную в направлении коротких пролётов.

Расчёт балочной плиты, загруженной равномерно распределённой нагрузкой, производится как многопролётной неразрезной балки с условной шириной 100 см, крайними опорами для которой являются продольные кирпичные стены, а средними – второстепенные балки.

Нагрузки на 1 м2 перекрытия:

Расчетная нагрузка:

       - постоянная нагрузка gпост=4,0 кН/м;

       - временная  нагрузка v=2,52 кН/м;

       - полная нагрузка (g+v) =4,0+2,52 =6,52 кН/м;

 

 

 

 

 

Расчётная схема:

Определение усилий в плите от внешней нагрузки:

Расчётные усилия в плите определяем с учётом их перераспределения вследствие пластических деформаций.

Расчётные изгибающие моменты в сечениях плиты вычисляются по формулам:

- в крайнем  пролёте и над первой промежуточной опорой:

  = = = = 1,57 кН×м

- на средних  опорах и на средних промежуточных  опорах:

= = = = 0,98 кН×м

Определяем требуемое количество продольной арматуры для обеспечения прочности нормальных сечений при рабочей высоте сечения см.

В средних пролетах и на средних опорах моменты снижены на 20% из-за учета возникающего распора при заделке плиты по контуру:

  =  = 0,022

По приложениям определяем , , ;

- условие выполнено.

= = 0,395 см2/м

В первом пролете и на первой промежуточной опоре полосы «А»:

  =  = 0,044

По приложениям определяем , , ;

 - условие выполнено.

= = 0,8см2/м.

Первый вариант армирования

 

L1=5,4 м  L2=6,6 м  L3=1,65 м  bвб=36см  Акр1=0,8 см2  Аср1=0,395 см2     

В средних пролетах принимается с продольными рабочими стержнями Вр-1 Ø4 шагом 200 мм. 

 

Распределительная арматура Вр-1 Ø3 – 400 мм при длине монолитной плиты:    

 

Принимаю 1100мм.       

 

 

Поперечная рабочая арматура сетки С-2 Вр-1 Ø3 шагом 300 мм

Продольная распределительная арматура Вр-1 Ø3 шагом 500 мм. Ширина сетки С-2 назначается по величине:

Принимаю 2400мм.        ,

Фактическая площадь рабочих стержней на 1м ширины плиты в крайнем пролете:

Второй вариант армирования

 

L1=5,4 м  L2=6,3 м  L3=1,65 м  bвб=36см  Акр1=0,8 см2  Аср1=0,395 см2   

 

Вр-1 Ø5 шаг 200 мм

 

Ширина сетки С-1 назначается по величине:

Принимаю 1700мм. При минимальной продольной арматуре Вр-1 Ø3 шагом 500 мм         ,

Ширина сетки С-2 назначается по величине:

Принимаю 1000 мм. При минимальной продольной арматуре Вр-1 Ø3 шагом 300 мм.        

,

Вр-1 Ø4 шаг 150 мм

Ширина сетки С-3 назначается по величине:

Принимаю 1500 мм. При минимальной продольной арматуре Вр-1 Ø3 шагом 500 мм.        

,

Ширина сетки С-4 назначается по величине:

Принимаю 1000 мм. При минимальной продольной арматуре Вр-1 Ø3 шагом 500 мм.        

3. Расчёт и конструирование второстепенной балки.

 

Второстепенную балку рассчитывают как многопролетную неразрезную балку таврового сечения, нагрузка на которую приходится с ширины равной расстоянию между осями смежных пролетов плиты, что составляет 165 см.

 

Расчётные пролёты и нагрузки.

-  для крайних  пролётов балки

= = 5,385 м

- для средних  пролётов

= 5,4 – 0,28 = 5,12 м

Пролеты не должны отличаться более, чем на 20%:

Рис. 3 Расчетная схема второстепенной балки

 

Расчётная нагрузка на 1 пог. м  условной балки:

- постоянная  нагрузка:

= = 7,88 кН/м

- временная:

υ = υ*Bsb =2,52 × 1,65 = 4,16 кН/м

- полная нагрузка q=( g + υ ):

 q=( g + υ ) = 7,88+4,16 = 12,04кН/м.

 q1=( g + υ/2 ) = 7,88+4,16/2 = 9,96 кН/м.

 

   

 

 

 

Средний пролет:

Расчет моментов положительных:

+

 

 

 

Расчет моментов отрицательных:

-

 

Расчет поперечных сил для среднего и крайнего пролетов:

 

 

 

Конструктивный расчет второстепенной балки

 

По сечению 2-2 уточняем размеры сечения второстепенной балки:

 

 

Проверка условия достаточности принятых размеров балки для восприятия наклонных сжимающих усилий:

 

Принимаю:

 

 

 

 

 

 

Подбираю рабочую арматуру класса А-III в четырех расчетных сечениях.

так как:

 

 

 

 

Рабочая высота сечений

 

Сечение 1-1:

Определения положения нейтральной оси:

 

 

Рассчитываем как прямоугольное сечение с шириной

 

По табл.7 определяется относительное плечо поперечной силы ν = 0,983

 

Принимаю  4Ø12 А–III с Афs = 4,524 см2

 

Сечение 2-2:

 

Рабочая высота сечений

Определения положения нейтральной оси:

 

 

Рассчитываем как прямоугольное сечение с шириной

 

По табл.7 определяется относительное плечо поперечной силы ν = 0,986

 

Требуемая площадь одной сетки:

Принимаю при поперечной арматуре А-III Ø8 шагом 250 мм.   

    

Сечение 3-3

Рабочая высота сечений

Определения положения нейтральной оси:

 

 

Рассчитываем как прямоугольное сечение с шириной

 

По табл.7 определяется относительное плечо поперечной силы ν = 0,995

 

Принимаю  2Ø8 А–III с Афs = 1,006 см2

 

Сечение 4-4:

Рабочая высота сечений

Определения положения нейтральной оси:

 

 

Рассчитываем как прямоугольное сечение с шириной

 

По табл.7 определяется относительное плечо поперечной силы ν = 0,99

 

Принимаю  2Ø14 А–III с Афs = 3,078 см2

 

4. Расчёт прочности второстепенной балки по сечениям наклонным к продольной оси

Принимаю dw Ø4 Вр-1

 

Из конструктивных требований:

 

Принимаю =130мм; =195мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

1. Проектирование сборных железобетонных плит перекрытий многоэтажных производственных зданий: МУ к курсовому проекту №1/Сост. В.И. Саунин, В. Г. Тютнева. – Омск; СибАДИ, 2007
2. Проектирование сборных железобетонных ригелей и колонн многоэтажных производственных зданий: МУ к курсовому проекту №1/Сост. В.И. Саунин, В. Г. Тютнева. – Омск; СибАДИ, 2007
3. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. Минстрой России. – М.ГП ЦПП,1996
4. ГОСТ 23279-85 (1987). Сетки арматурные сварные для железобетонных конструкций и изделий: М.: Госстрой СССР, 1987