Монолитный и сборный вариант перекрытий

ЖБК.doc

МОНОЛИТНЫЙ ВАРИАНТ ПЛОСКОГО ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛОЧНЫМИ ПЛИТАМИ.4
1.2. Сравнение вариантов.6
1.3. Корректировка плана перекрытия.8
2. Расчет и конструирование плиты.9
2.1. Сбор нагрузок. Назначение толщины плиты.9
2.2. Определение расчетных усилий.9
2.3. Характеристики материалов.10
2.4. Проверка толщины плиты.11
2.5. Расчёт прочности плит по нормальным сечениям.11
2.6. Конструирование плиты.12
3. Расчёт и конструирование второстепенной балки.12
3.1. Сбор нагрузок.12
3.2. Определение усилий в расчётных сечениях.13
3.3. Характеристики материалов.16
3.4. Проверка высоты сечения.16
3.5. Расчёт второстепенной балки по нормальным сечениям.16
3.6. Расчёт второстепенной балки по наклонным сечениям.20
3.7. Эпюра материалов и конструирование второстепенной балки.24
СБОРНЫЙ ВАРИАНТ ПЛОСКОГО ПЕРЕКРЫТИЯ.28
1. Компоновка и выбор варианта.28
1.1. Компоновка вариантов перекрытия.28
1.2. Сравнение вариантов.31
Выберем наиболее экономичный вариант по минимальному количеству сборных элементов в перекрытии.31
2. Расчёт и конструирование панели.31
2.1. Сбор нагрузок на панель и определение размеров панели.31
2. Определение расчётных усилий.32
2.3. Характеристики материалов.32
2.4. Проверка размеров сечения панели.32
2.5. Расчёт по первой группе предельных состояний.34
2.6. Расчёт по второй группе предельных состояний.36
2.7. Проверка панели на монтажные нагрузки.42
2.8. Конструирование панели.42
3. Расчёт и конструирование многопролётного ригеля.44
3.1. Определение размеров ригеля и сбор нагрузок.44
3.2. Характеристики материалов.44
3.2. Определение расчётного усилия.44
3.4. Проверка размеров сечения ригеля.45
3.5. Расчёт на прочность сечений нормальных к продольной оси.47
3.6. Расчёт на прочность сечений наклонных к продольной оси.49
3.7. Эпюра материалов и конструирование ригеля.54
3.8. Расчёт консоли колонны.55
3.9. Расчёт стыка ригеля с колонной.58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.59
Монолитный вариант плоского перекрытия с балочными плитами.
1.Компоновка вариантов перекрытий
Размеры здания в осях: длина-38м ширина-23м
Кол-во этажей-4 высота этажа-45м
Полезная нормативная нагрузка-11кПа
Класс арматурной стали монолитных плит Вр-I А-III балок А-III
Армирование плит раздельное.
Принципиальная схема многоэтажного здания приведена на рис.1.
Рис.1. Принципиальная схема многоэтажного здания
Конструктивная схема перекрытия должна быть скомпонована так чтобы получить наиболее экономичное решение при котором объем бетона и вес арматуры наименьшие.
Ребристое железобетонное перекрытие состоит из следующих конструктивных элементов: плиты и системы второстепенных и главных балок соединенных в монолитное целое. При разработке вариантов расстояние между второстепенными балками определяющее пролёт плиты принимаем при общей нормативной нагрузке на плиту от 10 до 15 кПа – 1.8 2.1м. Пролёт главных балок принимаем равный 6-8м второстепенных - 5-7м.
Различают продольное и поперечное расположение главных балок в плане. В каждом конкретном случае выбор направления этих балок зависит от конфигурации и размеров перекрываемого помещения а также от архитектурных и технологических требований. Поперечное направление главных балок применяют при необходимости обеспечения пространственной жесткости здания в поперечном направлении наличии в продольных стенах больших оконных проемов верх которых может подходить под самую плиту.
Разработаем несколько вариантов схемы перекрытия (см.рис.2).
Рис.2. Варианты конструктивной схемы перекрытия с размерами в плане 2338м.
1.2. Сравнение вариантов.
Варианты сравниваются по расходу бетона. Определяется условная приведенная высота перекрытия по вариантам.
- приведенная высота плиты см.
рн – полезная нагрузка Па; .
- приведенная высота второстепенной балки см;
Квт.б. – коэффициент
nn - число пролетов плиты;
- приведенная высота главной балки см.;
nвт.б. – число пролетов второстепенной балки;
- приведенная высота колонны см;
nэ – число вышележащих и имеющих колонны этажей;
nгл.б – число пролетов главной балки.
Наименьшую приведённую высоту перекрытия имеет 2 вариант. Дальнейшие расчёты будем производить с ним.
1.3. Корректировка плана перекрытия.
В целях упрощения армирования и выравнивания изгибающих моментов в крайних и средних пролётах крайние и средние пролёты балок и плит следует делать меньше средних. Разница в значениях расчётных пролётов крайнего и среднего не должна превышать 10% для второстепенных балок и 20% для плит. Для этого необходимо произвести корректировку нужного нам варианта.
Принимаем нулевую привязку. Ширина опирания плиты на стену равна 120мм второстепенной балки – 250мм. В расчётах оси принимаем в середине опирания плиты или балки.
Рис.3. Схема опирания плиты и второстепенной балки на стену.
Проверка: условие выполняется.
2. Расчет и конструирование плиты.
2.1. Сбор нагрузок. Назначение толщины плиты.
Толщина плиты должна быть не менее 60 мм и кратна 10 мм. Принимаем толщину плиты 80 мм. Для сбора нагрузок в плане перекрытия выделяем полосу шириной 1м. Сбор нагрузок представлен в таблице 1.
Таблица 1. «Сбор нагрузок»
Нормативное значение нагрузки кНм2
Расчётное значение нагрузки кНм2
Керамическая плитка =0013м; =18кНм3
Цементно-песчаная стяжка =002м; =18кНм3
Жб плита =008м; =25кНм3
Итого пост. нагрузка
2.2. Определение расчетных усилий.
Плита рассчитывается как многопролетная неразрезная балка прямоугольного сечения шириной 100см опорами которой служат второстепенные балки. Изгибающие моменты в плите определяются с учетом перераспределения усилий вследствие пластических деформаций.
Определяем размеры ребра второстепенной балки (размеры сечения следует принимать кратными 005м):
Расчетные пролеты можно рассчитать по формулам:
Расчётные изгибающие моменты определяются по следующим формулам:
- в первом пролёте:
- в средних пролётах и на средних опорах т.к. отношение длины плиты к её ширине меньше 2:
Значение поперечной силы в сечениях определяем по следующим формулам:
Рис.5. Внутренние усилия в плите
2.3. Характеристики материалов.
Бетон класса В20: ; ; ; ; .
Арматура – проволока класса Вр-I диаметром 5 мми класса А-III диаметром 6 мм.
Определим граничную относительную высоту сжатой зоны:
где:- характеристика сжатой зоны бетона; - коэффициент принимаемый для тяжёлого бетона равным 085.
2.4. Проверка толщины плиты.
а) По оптимальному проценту армирования.
Коэффициент армирования =(05÷07%) принимаем =07%
где а = 15мм – защитный слой бетона.
Принимаем толщину плиты h = 8 см тогда полезная (рабочая) высота плиты
h0 = h – а = 008 – 0015 = 0065м.
б) По прочности наклонных сечений
- максимальная поперечная сила которая может действовать в наклонных сечениях по всей длине плиты (эпюра поперечных сил) ;
- минимальная поперечная сила которую может воспринять бетонное сечение не разрушаясь.
- расчетное сопротивление бетона при растяжении ;
- рабочая высота сечения .
Условие соблюдается расчета по наклонному сечению не требуется.
2.5. Расчёт прочности плит по нормальным сечениям.
Определяем требуемую площадь поперечного сечения рабочей арматуры в крайнем и среднем пролётах а также на крайней и средней опоре. По полученной требуемой площади подбираем подходящие арматурные сетки.
Определяем коэффициент: .
Проверяем чтобы значение было меньше : .
Определяем требуемую площадь арматуры:
2.6. Конструирование плиты.
Раскладку арматуры выполняем плоскими сетками и в каждом пролете и над каждой опорой будет своя сетка. Сетки располагаем параллельно второстепенным балкам в пролете сетки раскладываем внизу а над балками вверху плиты. Рабочей арматурой будут поперечные стержни а продольные будут конструктивными (рис.6).Подбор сеток начинают со средних пролетов а затем подбирают сетку для крайнего пролета.
Принимаем четыре сетки: Рис. 6. Схема расположения сеток
3. Расчёт и конструирование второстепенной балки.
Второстепенная балка рассматривается как многопролётная неразрезная балка опорами которой служат главные балки.
Размеры сечения второстепенной балки следует принимать кратными 005м:
Зададимся шириной главной балки b = 300мм.
Необходимо определить значение постоянной нагрузки
где - нормативная постоянная нагрузка здесь – объём м3;
- плотность материала кНм3 ; - коэффициент надёжности по назначению = 095;
- коэффициент надёжности по нагрузке; значение временной нагрузки определяется следующим образом: где – нормативная полезная нагрузка кПа.
Нормативное значение нагрузки кНм
значение нагрузки кНм
Керамическая литка =0013м; =18кНм3; =199м
Цементно-песчаная стяжка =002м; =18кНм3; =199м
ЖБ плита =008м; =25кНм3; =199м
Второстепенная балка
3.2. Определение усилий в расчётных сечениях.
Расчетные усилия в балке определяются с учетом их перераспределения по формуле:
где - коэффициент зависящий от отношения расчётной временной нагрузки к расчётной постоянной нагрузке действующей на балку. Положительные значения коэффициент находим по рис. 3 работы [3] отрицательные – по табл.3 работы [3].
Так как во многих сечениях балки могут действовать изгибающие моменты с разными знаками то определение их только для основных пролетных и опорных сечений недостаточно. Необходимо вычислить положительные и отрицательные моменты для нескольких сечений балки по длине с целью построения огибающей эпюры. При количестве пролетов более 5 следует рассчитывать 3 пролета. Разбиваем эти 3 пролета балки на участки . Вычислять изгибающие моменты удобно в табличной форме (табл.3).
В первом пролете расстояние от правой опоры до нулевой ординаты отрицательных моментов определяем по рис. 3 работы [3]: . В том же пролете расстояние от правой опоры до нулевой ординаты положительных моментов . То же расстояние во втором и третьем пролетах . А так же нам необходимы:
Таблица 3. Изгибающие моменты в сечениях второстепенной балки.
Рис.8. Значения внутренних усилий во второстепенной балке.
3.3. Характеристики материалов.
Бетон класса В20: ; ; ;
Класс арматурной стали:
где:- характеристика сжатой зоны бетона; - коэффициент принимаемый для тяжёлого бетона равный 085
3.4. Проверка высоты сечения.
- величина защитного слоя
). Т.к расчет ведется по методу предельного равновесия с учетом перераспределения моментов то . Принимаем . По нему определяем (табл. 1.[3]) .
Определим по формуле:
где - максимальный момент с эпюры моментов.
Условие выполнено и .
). Проверка условия прочности бетона по наклонной сжатой полосе.
. Принимаем φw1 =1. Коэффициент φw1 учитывает влияние хомутов нормальных к продольной оси элемента.
Коэффициент φb1 определяется по формуле коэффициент принимаем для тяжелого бетона 001.
Условие выполняется. Разрушение бетона по наклонной сжатой полосе не произойдет.
3.5. Расчёт второстепенной балки по нормальным сечениям.
Вводимая в расчеты ширина полки bf’ зависит от отношения высоты полки к высоте второстепенной балки:
ширину полки принимаем меньшей из двух величин:
или . Принимаем bf’ = 186м.
На положительные моменты выполняем расчет рабочей арматуры в пролетах в нижней зоне. На отрицательные моменты выполняем расчет рабочей арматуры над опорами и в верхней зоне в пролетах.
При расчетах на положительные моменты сечение принимается тавровое с полкой в сжатой зоне вверху шириной .
Определяем требуемую площадь арматуры из расчета на положительные моменты. Уточняем где расположена граница сжатой зоны:
Граница сжатой зоны не выходит за пределы полки
К расчету принимаем сечение .
Сечение в 1 пролете: ( в точке 2* )
Принято 2 18 (табл.4.[3]).
Проверяем граничные условия применимости формул.
Определим значение высоты сжатой зоны:
Делаем проверку прочности:
Условие выполняется.
Сечение в среднем пролете: ( в точке 7* )
Принято 2 16 (табл.4.[3]).
При расчетах на отрицательные моменты сечение принимается прямоугольное с шириной .
Сечение на 1-ой промежуточной опоре: ( в точке 5 )
Сечения на средних промежуточных опорах:
Сечение 1: ( на расстоянии 025×lкр от 1-ой промежуточной опоры )
Принято 2 10 (табл.4.[3]).
Сечение 2: ( на расстоянии 025×lср от 1-ой промежуточной опоры )
Момент определяем по графику М=4200кН×м.
Принято 2 14 (табл.4.[3]).
Сечение 3: ( см. рис.8. )
Момент определяем по графику М=28кН×м.
Принято 2 12 (табл.4.[3]).
Сечение 4: ( см. рис.8. )
Момент определяем по графику М=23кН×м.
3.6. Расчёт второстепенной балки по наклонным сечениям.
Расчёт будем вести на приопорных и средних участках в крайнем и среднем пролётах. Определение соответствующих значений поперечных сил в расчётных сечениях и расстояний участков см. на рис. 8.
ое условие по наклонной сжатой полосе проверено для всех пролетов при проверке размеров сечения второстепенной балки (см. пункт 1.3.4).
Приопорный участок в среднем пролете: .
Проверяем необходимость постановки поперечной арматуры по расчёту. В случае если обеспечивается прочность по наклонной трещине в наиболее опасном сечении без учета поперечной арматуры то дальнейший расчет не выполняем а арматуру принимаем конструктивно.
- коэффициент принимаемый для тяжёлого бетона 06;
Условие не выполняется. Арматуру устанавливаем по расчёту.
Проверяем 2ое условие прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
Принимаем из условия свариваемости диаметр поперечной арматуры
где =16мм - диаметр продольной арматуры;
Шаг поперечной арматуры принимаем кратно 50 мм;
Определяем интенсивность хомутов:
Момент воспринимаемый бетоном сжатой зоны над вершиной наклонного сечения:
=2 - для тяжёлого бетона.
Длина проекции расчетного наклонного сечения:
Определяем поперечную силу воспринимаемую бетоном в вершине наклонного сечения: .
Определяем поперечную силу воспринимаемую хомутами:
т.е прочность обеспечена по опасному наклонному сечению.
Проверяем 3е условие прочности между двумя соседними хомутами:
Все условия выполняются арматуру подобрали верно.
Пролетный участок в среднем пролете: .
Условие выполняется. Арматура на этом участке по расчету не нужна и устанавливается конструктивно.
подбираем шаг поперечной арматуры:
принимаем (округляя в сторону уменьшения до кратно 50 мм)
Приопорный участок в первом пролете: .
где =18мм - диаметр продольной арматуры;
Пролетный участок в первом пролете: .
Условие не соблюдается необходимо увеличить левую часть (т.е уменьшить шаг или увеличить диаметр) примем :
3.7. Эпюра материалов и конструирование второстепенной балки.
Для проверки правильности и экономичности армирования балки обеспечения прочности во всех её сечениях строят эпюру арматуры или эпюру материалов. Ординаты эпюры вычисляют как сумму моментов внутренних сил в рассмотренном сечении балки.
Для стержней разных диаметров заполняем таблицу (табл. 4).
на 1ой промежу-точной опоре (–)
На средних промежуточных опорах (–)
Длина заделки обрываемых стержней на месте теоретического обрыва должна быть не менее 20d и не менее W.
Определим значения W и 20d для стержней которые будем обрывать.
Определим все значения для стержня над первой опорой:
Шаг стержней (Sw) уже определен в расчёте ригеля по наклонным сечениям.
- для обрыва с левой стороны;
- для обрыва с правой стороны.
Значение поперечной силы определяем по эпюре поперечных сил в соответствующих сечениях (см. рис. 9):
Остальные строки таблицы рассчитываются аналогичным образом.
В случаях когда значение обрываемые стержни заводим на величину 20d.
Рис.9. Эпюра арматуры.
Рис.10. Армирование второстепенной балки
Сборный вариант плоского перекрытия.
1. Компоновка и выбор варианта.
1.1. Компоновка вариантов перекрытия.
Сборное балочное перекрытие состоит из сборных панелей и поддерживающих их ригелей. Применяем пустотные панели с овальными пустотами. Ригель имеет прямоугольное сечение. Пустотные панели можно раскладывать только по схеме с вкладышами-распорками между колоннами.
Панели имеют номинальную длину 5-7м. и ширину 10-15м. В ряде случаев можно применять панели больших размеров. Длина ригеля принимается от 6 до 8м. Ширина колонны – 400мм. Рассмотрим варианты конструктивной схемы перекрытия (см. рис.11).
Ширину панели определим по следующей формуле:
где -ширина или длина здания;
- количество ригелей;
- количество плит вдоль одного ригеля.
Рис.11. Варианты конструктивной схемы перекрытия.
Выберем наиболее экономичный вариант по минимальному количеству сборных элементов в перекрытии.
Сравниваемые элементы
Наиболее экономичный 1 вариант.
1.3. Корректировка варианта.
Для ригелей прямоугольного сечения
lп = (L+2a)nп l0 = lп – a где a = 120 мм
nп – количество панелей вдоль длины здания.
lп = (38+2×0120)6 = 6375 м
l0 = 6375 – 012 = 6255 м
2. Расчёт и конструирование панели.
2.1. Сбор нагрузок на панель и определение размеров панели.
bпан = (В-bкол*nкол)nпан
bпан = (23000-400*2)18 = 1235 мм
Определим площадь поперечного сечения панели:
Сбор нагрузок на панель приведён в табл. 7.
Нормативное значение нагрузки кПа
Расчётное значение нагрузки кПа
Жб плита =0177м; =25кНм3; bпл=1235м
Временная нагрузка полная
Кратковременная нагрузка
Длительно-действующая нагрузка
-нормативная нагрузка;
-длительно действующая нормативная нагрузка;
-расчётная нагрузка.
2. Определение расчётных усилий.
Усилия для расчета полок. Для панелей с пустотами расчётный пролёт панели – это ширина пустот l0=365мм.
Расчётные усилия для панели как для однопролётной опёртой шарнирной разрезной балки. Ширина сечения равна ширине панели. Расчётный пролёт определяем как расстояние между серединами опирания панелей.
Определение усилий по первой группе предельных состояний:
- от расчетных нагрузок
Усилия по второй группе предельных состояний:
- от полных нормативных нагрузок
- от длительных нормативных нагрузок
Бетон класса В20: ;; ;
Арматура класса AIII:
Арматура класса АI: - для хомутов
2.4. Проверка размеров сечения панели.
Сечение панели приводим к тавровому.
Проверяем условие прочности по наклонной сжатой полосе: где - поперечная сила которая отображает максимальную прочность бетона.
Условие выполняется. Разрушение бетона по наклонной сжатой полосе не произойдет. Оставляем выбранные размеры.
2.5. Расчёт по первой группе предельных состояний.
Расчёт по нормальным сечениям.
- момент при котором сжатая зона не входит за пределы полки.
Если условие соблюдается то граница сжатой зоны не выходит за пределы полки и нейтральная ось находится в полке. Сечение принимается к расчёту как прямоугольное.
Из таблицы 1 [3] по находим коэффициенты и :
- характеристика сжатой зоны бетона;
- коэффициент принимаемый для тяжёлого бетона равный 085.
Проверяем чтобы значение было меньше :
Принимаем 4 каркаса со стержнями d=20мм. (табл.4 [3]).
Расчёт по наклонным сечениям.
ое условие прочности по наклонной сжатой полосе проверено (см. пункт 2.2.4).
Приопорный участок:
Проверяем необходимость постановки поперечной арматуры по расчёту.
Условие не выполняется. Арматуру устанавливаем по расчёту
Проверяем 2ое условие прочности на действие поперечной силы по наклонному сечению:
Принимаем из условия свариваемости диаметр поперечной арматуры где =20мм - диаметр продольной арматуры: .
Т.к. участок приопорный то ( не более 150мм.).
Определяем интенсивность хомутов:
=2 - для тяжёлого бетона
Определяем поперечную силу воспринимаемую бетоном в вершине наклонного сечения:
Проверяем 3е условие прочности по наклонному сечению на участке между двумя соседними хомутами:
Проверяем 2ое условие прочности на действие поперечной силы по наклонному сечению: диаметр поперечной арматуры .
Т.к. участок пролетный то но не более 500мм.
2.6. Расчёт по второй группе предельных состояний.
Геометрические характеристики приведённого сечения.
Размеры приведенного сечения берутся согласно стр.288 [4].
- общая площадь арматуры;
- эквивалентная площадь арматуры;
-соответственно модули упругости арматуры и бетона;
- приведённая площадь сечения панели.
Определим статический момент сопротивления относительно нижней грани приведённого сечения:
- положение центра тяжести всего приведенного сечения;
- момент инерции приведённого сечения:
- расстояние от центра тяжести i-го элемента до центра тяжести
приведённого сечения;
- собственный момент инерции
- момент сопротивления приведённого сечения.
Расчёт трещиностойкости в сечениях нормальных к продольной оси.
Панель эксплуатируется в закрытом помещении без агрессивной среды поэтому ей предъявляется 3-я категория раскрытия трещин т.е. допускается продолжительное и непродолжительное раскрытие трещин.
Допускаемая продолжительная ширина раскрытия трещин ;
непродолжительная - .
Расчёт на образование трещин.
Трещины не образуются если соблюдается условие
- максимальный момент от полной нормативной нагрузки;
Условие не выполняется требуется расчет на образование трещин.
Выполняем расчёт на раскрытие трещин.
- диаметр продольной арматуры;
- коэффициент учитывающий напряжённое состояние (изгибаемый элемент);
- коэффициент учитывающий длительность действия нагрузки;
- для длительно-действующей нагрузки;
- для кратковременной нагрузки.
- соответствующий момент;
- плечо для соответствующего момента;
- для тяжёлого бетона;
- коэффициент учитывающий вид арматуры (стержневая).
).Определим продолжительную ширину раскрытия трещин .
- момент от продолжительной нагрузки;
).Определим непродолжительную ширину раскрытия трещин от полной нагрузки
- момент от полной нагрузки; ;
).Определим непродолжительную ширину раскрытия трещин от длительно- действующей нагрузки.
- момент от продолжительной нагрузки; ;
Условие соблюдается; оставляем выбранный диаметр арматуры.
Расчёт трещиностойкости сечений наклонных к продольной оси.
Трещины не образуются если выполняется следующее условие .
- наибольшая величина поперечной силы от полной нормативной нагрузки;
- наибольшая величина поперечной силы которая воспринимается только бетоном для предельного состояния 2 группы.
Условие выполняется. Трещины не образуются. Поэтому расчёт на образование трещин не производим.
Расчёт по деформациям.
Прогибы продольных рёбер считаем по формулам строительной механики определяя в них значения кривизны согласно подпунктам 4.23-4.30 СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции».
- непродолжительная величина прогиба;
-продолжительная величина прогиба;
- прогиб от непродолжительного действия полной нормативной нагрузки;
- прогиб от непродолжительного действия длительной нагрузки;
- прогиб от продолжительного действия длительной нагрузки.
- коэффициент учитывающий схему загружения;
- соответствующая кривизна элемента;
-соответствующее плечо пары сил;
- коэффициент учитывающий работу растянутого бетона на участке между трещинами;
- при непродолжительном действии нагрузки;
- при продолжительном действии нагрузки;
- коэффициент учитывающий влияние сжатых полок;
-при непродолжительном действии нагрузки.
).Прогиб от непродолжительного действия полной нормативной нагрузки.
- момент от непродолжительной нагрузки;
).Прогиб от непродолжительного действия длительной нагрузки.
).Прогиб от продолжительного действия длительной нагрузки.
Панель удовлетворяет условиям.
2.7. Проверка панели на монтажные нагрузки.
Для монтажа и транспортировки панели предусмат-риваются петли из арматуры А-I.
Нагрузка от собственного веса:
- динамический коэффициент;
- нагрузка от собственного веса панели на 1 м2.
Подбираем площадь сечения арматуры:
Т.к. площадь арматуры незначительна то ее принимаем конструктивно. А из экономических соображений заменим класс стали арматуры A-III классом A-I тогда:
При подъёме петель нагрузка от собственного веса передаётся на 2 петли. Тогда нагрузка на 1 петлю равна
Подбираем петлю из арматуры A-I d=12см с .
2.8. Конструирование панели.
Для панелей с пустотами расчётный пролёт панели – это ширина пустот.
- для арматуры Вр-I 3мм.
Принимаем сетку по табл.6 [3] с
Рис.16. Армирование плиты.
3. Расчёт и конструирование многопролётного ригеля.
3.1. Определение размеров ригеля и сбор нагрузок.
Задаёмся высотой ригеля
Высоту ригеля принимаем равную 800мм.
Ширину ригеля принимаем равную 300мм.
Временная нагрузка: V=Vтабл.*( Vтабл. =1254 кНм2;
V= 1254*(638+02)=8251 кНм.
Постоянная нагрузка: g =gтаблпл.+пол*( gр=S* *f*n;
gр=016*25*11*095 = 418 кНм;
gтаблпл.+пол =362кНм; gтаблпол=083 кНм;
g = 362*(638-02)+083*02+418 = 2672 кНм.
3.2. Характеристики материалов.
Бетон класса В25: ; ; ;
Арматура класса AII: .
Арматура класса АI: - для хомутов .
3.2. Определение расчётного усилия.
Ригель рассчитывают как неразрезную многопролётную балку (пролёты должны отличаться не более чем на 10%) методом предельного равновесия. При этом выравниваются моменты на опорах для унификации узлов. Рассматриваем все возможнее неблагоприятные варианты временной нагрузки. Моменты разрешается снижать на опорах не более чем на 30% от полученного значения по упругой схеме. Расчётные пролёты принимаются для средних ригелей расстояние между осями колонн; для крайних – от оси колонны до середины площадки опирания.
Для определения расчётных усилий при различных схемах загружения используем данные табл. 2 [3]. Расчёт производим в табличной форме:
- справочный коэффициент зависящий от схемы загружения и от количества пролётов ригеля;
3.4. Проверка размеров сечения ригеля.
)Так как на опорах момент определяем с учетом образования пластического шарнира то принимаем:
); b = 03 м (ширина ригеля - конструктивно);
h =08м(высота ригеля)
hриг = 800 мм и h0=800-40=760 мм
) По наклонным сечениям
Коэффициент φw1 учитывает влияние хомутов нормальных к продольной оси элемента.
Коэффициент φb1 определяется по формуле
принимаем для тяжелого бетона 001
3.5. Расчёт на прочность сечений нормальных к продольной оси.
).Расчёт на положительные моменты пролётов.
Сечение 1-1. (в первом пролете)
Принимаем 3 стержня d=40мм .
Сечение 2-2. (в среднем пролете)
Принимаем 3 стержня d=32мм. .
).Расчёт на отрицательные моменты на опорах:
Момент на границе опоры равен:
Принимаем 3 стержня d=28мм .
Сечение 4-4. (на 025l от опоры в первом пролете)
Принимаем 3 стержня d=12мм .
Сечение 5-5. (на 025l от опоры в среднем пролете)
Принимаем 3 стержня d=25мм .
3.6. Расчёт на прочность сечений наклонных к продольной оси.
Расчёт будем вести на приопорных и средних участках в крайнем и среднем пролётах. Определение соответствующих значений поперечных сил в расчётных сечениях и расстояний участков см. на рис. 17.
ое условие по наклонной сжатой полосе проверено для всех пролетов при проверке размеров сечения второстепенной балки (см. пункт 2.3.42).
Условие не выполняется. Арматуру подбираем по расчёту.
где =28мм - диаметр продольной арматуры;
(округляем в сторону уменьшения до кратно 50 мм)
- условие выполняется т.е прочность обеспечена по опасному наклонному сечению.
Пролетный участок в среднем пролете:
Т.к. участок средний то шаг поперечной арматуры принимаем .
Приопорный участок в крайнем пролете: .
т.е условие не соблюдается и прочность по опасному наклонному сечению не обеспечена.
нам необходимо увеличить диаметр поперечной арматуры или уменьшить шаг поперечной арматуры.
Пролетный участок в крайнем пролете:
3.7. Эпюра материалов и конструирование ригеля.
Для проверки правильности и экономичности армирования ригеля обеспечения прочности во всех его сечениях строят эпюру арматуры или эпюру материалов. Ординаты эпюры вычисляют как сумму моментов внутренних сил в рассмотренном сечении ригеля.
Для стержней разных диаметров заполняем таблицу (табл. 8).
Длину заделки обрываемых стержней за место теоретического обрыва должна быть не менее 20d и не менее W.
Значение поперечной силы определяем по эпюре поперечных сил в соответствующих сечениях (см. рис. 9): - с левой стороны;
3.8. Расчёт консоли колонны.
Рабочую арматуру загибаем. Для расчета выделим бетонный столбик. Максимальное значение поперечной силы будет на опоре. Эта величина действует на консоль.
- наибольшее опорное давление ригеля.
Длина площадки опирания ригеля:
=075 – коэффициент учитывающий неравномерность передачи усилия;
– расчётное сопротивление бетона на местное сжатие:
Определяем величину вылета консоли принимая максимальное из 2-х значений:
- минимальная длина закладной детали консоли;
-расстояние между концом ригеля и колонны;
Величина вылета консоли должна быть и кратна 50мм.
Принимаем l1=300 мм.
Определяем требуемую площадь рабочей арматуры:
Принимаем 3 стержня d=18 с Asф=763 см2 > Asтр=74см2.
Т.к. условие выполняется расчёт выполняем как для короткой консоли.
Расчёт консоли по бетонному столбику.
Диаметр поперечных стержней:
принимаем арматуру класса AI.
-площадь поперечного сечения хомутов.
Принимаем шаг поперечных стержней: S=150 мм.
Ширина бетонного столбика:
Поперечная сила воспринимаемая консолью:
Принимаем Qки=68529 кН.
Должно выполняться условие: .
- условие выполняется. Прочность обеспечена. Арматуру подобрали верно.
3.9. Расчёт стыка ригеля с колонной.
Принимаем жёсткий стык ригеля с колонной с использованием ванной сварки выпусков рабочей арматуры т.к. он более экономичен. Расчёту подлежат закладные детали при помощи которых передаётся нагрузка от ригеля на консоль колонны а также соединительные сварные швы.
Площадь поперечного сечения закладных деталей вычисляют по зависимости: ; - максимальный изгибающий момент в ригеле на грани колонны; - поперечная сила на опоре.
Расстояние от центра тяжести верхней арматуры до центра тяжести закладных деталей:
=245МПа – расчётное сопротивление прокатной стали С245;
Зададимся шириной закладных деталей:
Толщина закладных деталей:
Суммарная расчётная длина сварных швов для соединения закладных деталей между собой:
-коэффициент обеспечения надёжной работы сварных швов;
- продольная горизонтальная сила;
-реакция от трения одной закладной детали о другую:
Q= 52944кН – поперечная сила в ригеле;
f=015 – коэффициент трения стали о сталь.
=180МПа – расчётное сопротивление углового шва срезу при использовании для сварки электродов типа Э-42.
Минимальная длина закладных деталей при двухстороннем сварном шве:
Список использованной литературы.
Стуков В.П Монолитный вариант плоского перекрытия с балочными плитами. Методические указания к КП №1 «Железобетонные конструкции» РИО АЛТИ 1979.
Стуков В.П. Сборный вариант плоского перекрытия с балочными плитами. Компоновка перекрытия и проектирование панели Методические указания к КП №1 «Железобетонные конструкции» РИО АЛТИ 1981.
Стуков В.П Железобетонные конструкции Основные данные и нормативные материалы к КП №1 2 РИО АЛТИ 1992.
В.Н. Байков Э.Е. Сигалов Железобетонные конструкции. Общий курс. – Москва Стройиздат 1991.
СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»× Госстрой СССР М.: 1989.
Русланов В.М. Строительные конструкции зданий и основы их расчета. М.: Высшая школа 1987.

Чертёж. Монолит.dwg

ПЛАН ПЕРЕКРЫТИЯ М 1:200
второстепенная балка
АРМИРОВАНИЕ ВТОРОСТЕПЕННОЙ БАЛКИ М 1:25
МОНОЛИТНЫЙ ВАРИАНТ ПЕРЕКРЫТИЯ
ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ
ВЕДОМОСТЬ РАСХОДА СТАЛИ
армирование второстепенной балки

Сборный.dwg

ПЛАН ПЕРЕКРЫТИЯ М 1:200
СБОРНЫЙ ВАРИАНТ ПЕРЕКРЫТИЯ
ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ
ВЕДОМОСТЬ РАСХОДА СТАЛИ
армирование ригеля и стык ригеля с колонной
АРМИРОВАНИЕ РИГЕЛЯ И СТЫК РИГЕЛЯ С КОЛОННОЙ М1:25
СТЫК РИГЕЛЯ С КОЛОННОЙ М1:20