Расчет ребристого перекрытия многоэтажного промышленного здания

жбк.dwg

Монолитное ребристое
перекрытие многоэтажного
промышленного здания
Соеденительные стержни
Спецификация изделий
Ведомость расхода стали на один элемент
План перекрытия на отм. 0.000
Cборный неразрезной ригель
Схема сборного перекрытия на отм. +3.000

жбк.docx

Vn на подвальном перекрытии 1400 кгм2.
Vn на междуэтажном перекрытии 500 кгм2;
Сетка колонн: 48 х 48 м.
Часть I. Расчет монолитного ребристого перекрытия
Компоновка перекрытия
Второстепенная балка
К проектированию принимается вариант №2 (поперечным расположение главных балок) т. к. исходя из расчетов расход бетона в этом варианте меньше что снижает стоимость железобетонных конструкций.
Рис.1 Продольное расположение балок
Рис. 2 Поперечное расположение балок
Расчет монолитной плиты
- плита балочного типа. В плитах балочного типа изгибающий момент вдоль длинной стороны настолько мал что им пренебрегают. Для расчета мысленно вырезаем полоску шириной 1м. в направлении короткой стороны.
Таблица 1. Сбор нагрузок
Нормативная нагрузка кНм2
Расчетная нагрузка кНм2
Постоянные нагрузки g
Цементно-песчаная стяжка
Железобетонная плита
Погонная постоянная нагрузка:
q – полная расчётная нагрузка из таблицы;
В = 1 м – ширина грузовой площадки;
В=10 т.к. вырезаем для расчета полосу шириной 1м.
Расчётная длина в среднем пролете:
Расчетная длина в крайнем пролете:
– фактическое значение крайнего пролета плиты;
А – привязка внутренней поверхности стены к оси;
а – заделка плиты в кладку;
Изгибающий момент в крайнем пролете:
Изгибающий момент на опоре В:
Изгибающий момент в среднем пролете и на опоре С:
Уточнение толщины плиты
Определение исходных данных
Задаемся классами материалов и по СНиП 2.03.01-84 определяем прочностные характеристики.
Плиты армируются стандартными сварными сетками которые изготавливаются из проволочной арматуры класса Вр-1 d=3 4 5 мм. и стержневой арматуры класса A-IIId = 6 8 мм; RS = 355 Мпа.
RS - предел прочности арматуры на растяжение (Мпа);
Согласно СНиП 2.03.01-84 принимаем для бетона класса В25:
- Предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона;
Задаемся шириной b = 1м.
Назначаем т.к полученная толщина плиты меньше той которой задались в начале
Расчет армирования плиты
Требуемую площадь арматуры считаем для:
≥196 см2- следовательно армирование плиты осуществляем плоскими сетками ;
Плоские сетки раскладываются вдоль второстепенных балок согласно эпюрам изгибающих моментов. Во всех 4-х сетках рабочей является поперечная арматура.
Расчет второстепенной балки
Расчётные нагрузки:
Определение расчётных усилий:
Расчётные усилия определяем с учётом их перераспределения за счёт проявления пластических деформаций арматуры и бетона:
а) изгибающие моменты:
б) поперечные перерезывающие силы:
Уточнение размеров поперечного сечения второстепенной балки
Определение расчетных данных
Второстепенные балки армируются сварными каркасами с рабочей продольной арматурой класса А-III d ≥ 10мм RS = 365 Мпа.
Принимаем b = 015 м.
Для балок должно выполняться условие b=(03-05)h;
Принимаем: b = 015; h = 045; = 042м;
Расчет армирования балки
Второстепенную балку рассматриваем как элемент таврового сечения.
Эпюра изгибающих моментов знакопеременная. Расчёты на положительный и отрицательный моменты будем производить отдельно.
Расчет второстепенной балки на действие положительных изгибающих моментов
Определение положения границы сжатой зоны:границы в полке. Расчет второстепенной балки на действие положительных изгибающих моментов
Расчёт производим для и
Подбор арматуры в каркасах.
Второстепенные балки армируют стальными каркасами с рабочей продольной арматурой класса А-III d ≥ 10 мм.
Принимаем нижнюю арматуру в каркасе К-1:
нижняя арматура в каркасе К-2:
Назначаем верхнюю арматуру в каркасах К-1 и К-2:
Расчет второстепенной балки на действие отрицательных изгибающих моментов
Для восприятия отрицательных изгибающих моментов над опорами раскатывают сетки в 2 слоя в разбежку.
Пересчитаем требуемую площадь арматуры на 1 сетку на 1м ширины.
Требуемая ширина сетки:
армирование осуществляется рулонной сеткой (продольная рабочая арматура).
Расчет второстепенной балки на действие поперечных перерезывающих сил
Определение расчетных данных:
Поперечная перерезывающая сила:
Прочностные характеристики бетона:
Количество поперечных стержней в одном сечении ;
-наибольший диаметр продольного стрежня каркаса;
Учитываем влияние сжатых полок если таковые имеются.
В нашей второстепенной балке на опоре где производится расет действует отрицательный М растягивающий верхнюю грань следовательно полка расположена в растянутой зоне и φf =0
Учитываем влияние продольных сил если таковые имеются.
Для нашей второстепенной балки эпюры N нет φn =0
Определяем промежуточную величину :
Определяем интенсивность поперечного армирования (Кнм) делаем проверку:
Условие выполнилось.
Определяем расстояние от грани опоры до конца наклонной трещины:
Определяем поперечную перерезывающую силу воспринимаемую сжатой зоной бетона (Кн):
Определяем длину проекции наклонной трещины на продольную ось (м).
Определяем поперечную перерезывающую силу воспринимаемую поперечной арматурой (кН):
Проверка прочности (кН):
Условие прочности выполняется прочность поперечной арматуры обеспечена.
Расчет сборного многопролетного неразрезного ригеля
Ригель представляет собой неразрезную балку с шарнирным опиранием на наружные стены нагруженную равномерно-распределённой нагрузкой от перекрытия.
Расчетная длина для такого типа ригелей в среднем пролете равняется расстоянию между осями колонн
Расчетная длина в крайнем пролете равна расстоянию от оси колонны до центра площадки опирания ригеля на наружные стены
Сбор нагрузок на один погонный метр ригеля
Нормативная нагрузка qн кНм2
Коэффициент надежности γf
Керамическая плитка .
Цементно-песчаная стяжка
Погонная временная нагрузка:
Определение изгибающих моментов и поперечных сил
Расчетный выровненный момент на опоре В:
На эпюре изгибающих моментов на опоре В будем строить две точки.
Дополнительные расчеты для построений:
Уточнение размеров поперечного сечения ригеля.
Определение расчётных данных.
Максимальный изгибающий момент – на опоре В (1+4). После перераспределения усилий (пластический шарнир) максимальный изгибающий момент стал в 1-м пролёте.
Ригель армируется сварными каркасами с рабочей продольной арматурой класса А-III d ≥ 10 мм. Предел прочности арматуры на растяжение RS = 365 Мпа. Ригели изготавливают из тяжелого бетона класса В15 ÷ В25. Принимаем класс бетона в зависимости от .
Табличные значения прочностных характеристик из СП умножают на
Согласно СНиП 2.03.01-84 принимаем для бетона класса В15:
Задаёмся шириной элемента.
Уточнение высоты ригеля.
Назначаем высоту ригеля h:
Для ригеля должно выполняться условие:
Все последующие чертежи и расчеты будут выполняться с новыми уточненными значениями.
Расчёт продольного армирования ригеля.
Расчёт производим 4раза:
)Расчёт нижней арматуры в крайнем пролёте:
По таблицам определяем: ;
В результате арматура ставится в 2 ряда:
)Расчёт нижней арматуры в среднем пролёте:
Арматура ставится в 2 ряда:
)Расчёт верхней арматуры в среднем пролёте:
Арматура ставится в 1 ряда:
)Расчёт верхней арматуры на опоре В:
Расчёт прочности ригеля по наклонному сечению (на действие поперечных перерезывающих сил).
Последовательность расчёта:
)Определение исходных данных. Поперечная перерезывающая сила:
n = 2 – количество поперечных стержней в одном сечении.
Из условия сварки назначаем возможный диаметр поперечной арматуры:
Где – наибольший d продольного стержня каркаса.
По сортаменту определяем
Интенсивность поперечного армирования по длине элемента не одинаковая. При h=05 м принимаем:
)Учитываем влияние сжатых балок
)Учитываем влияние продольных сил
)Определяем промежуточную величину :
) Определяем интенсивность поперечного армирования (Кнм) делаем проверку:
)Определяем расстояние от грани опоры до конца наклонной трещины:
)Определяем поперечную перерезывающую силу воспринимаемую сжатой зоной бетона (Кн):
) Определяем длину проекции наклонной трещины на продольную ось (м).
) Определяем поперечную перерезывающую силу воспринимаемую поперечной арматурой (Кн):
) Проверка прочности (кН):
Условие прочности выполняется.
Построение эпюры материалов.
Эпюра материалов представляет собой эпюру несущих способностей элемента. По ЭМ мы подобрали нижнюю арматуру в крайнем и среднем пролёте верхнюю арматуру в среднем пролёте а также верхнюю арматуру на опорах. На ЭМ будем накладывать эпюру несущих способностей элемента. Расчёт несущей способности [М] производится 7 раз:
Несущая способность нижней арматуры в крайнем пролёте (В 2 ряда).
Проверка: – условие выполняется.
Несущая способность нижней арматуры в крайнем пролёте после обрыва (половина нижней арматуры в крайнем пролете пересчитать рабочую высоту).
Несущая способность нижней арматуры в среднем пролёте (ставится в 2 ряда).
Несущая способность нижней арматуры в среднем пролёте после обрыва (половина нижней арматуры в среднем пролете пересчитать рабочую высоту).
Несущая способность верхней арматуры в среднем пролёте (ставится в 1 ряд).
Несущая способность верхней арматуры на опоре В (ставится в 1 ряд).
Несущая способность верхней арматуры в крайнем пролёте (арматура подобрана конструктивно):
После подсчётов необходимо наложить Э [M] на ЭМ в том же вертикальном масштабе.
Полученные 5 точек пересечения ЭМ и Э [M– точки теоретического обрыва стержней.
На практике арматурные стержни заводятся за точки теоретического обрыва на длину анкеровки которая рассчитывается:
СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003».
СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М. Госстрой России. 2004.
СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*».
СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».
СНиП 2.03.01-84 «Железобетонные конструкции. Нормы проектирования». Госстрой. М. 1989г.
В.М. Бондаренко Р.О. Бакиров В.Г. Назаренко В.И. Римшин; под редакцией Бондаренко В.М.-3-е изд. исправл.- Железобетонные и каменные конструкции: учеб. пособие для строит. спец. вузов-М.; «Высшая школа»; 2004.-876 с.: ил.
Кащишена С.Р. Лубенская Л.А. методические указания к расчету и проектированию монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами по курсу «Железобетонные и каменные конструкции» для студентов направления 270100 «Строительство». Ижевск издательство ИжГТУ 2009.
Методические указания к расчету и проектированию сборного многопролетного ригеля по курсу “Железобетонные и каменные конструкции” для студентов направления 270800 «Строительство» сост. Л.А. Лубенская – Ижевск: Изд-во ИжГТУ 2012. – 20 с.