Расчет монолитного и сборного вариантов перекрытий

Монолит.doc

I. Монолитный вариант плоского перекрытия с балочными плитами.
Выбор вариантов перекрытия.
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.
1. Разработка вариантов.
Чтобы добиться более экономичного перекрытия в вариантах меняем направление главных балок и шаг колон.
Пролет плиты 17÷25м;
Пролет второстепенных балок 5÷7м
Пролет главных балок 6÷8м.
2. Сравнение вариантов.
Варианты сравниваются по расходу бетона. Определяется условная приведенная высота перекрытия по вариантам.
где - приведенная высота плиты см.
– полезная нагрузка кгсм;
- 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.
Выбираем II вариант с наименьшей суммарной приведенной высотой перекрытия.
3. Корректировка выбранного плана перекрытия.
Принимаем нулевую привязку и делаем продольный разрез.
Делаем поперечный разрез.
. В целях выравнивания изгибающих моментов в крайних и средних пролетах и следовательно упрощения армирования крайние пролеты балок и плит могут быть не равны средним. Крайние пролеты рекомендуется делать меньше средних причем разница в значениях расчётных пролетов крайнего и среднего не должна превышать 10% - для второстепенных балок и 20%-для плит.
Расчет и конструирование плиты.
1. Определение размеров плиты.
Для промышленных зданий толщина плиты в соответствии со СНиП должна быть не меньше 60мм. По конструктивным соображениям принимаем толщину плиты 80 мм.
Расчётная схема: конструкция перекрытия.
В жб монолитной плите нагрузки собираем на 1 м2 плиты.
γn-коэффициент надежности по степени ответственности здания для 2-ой степени ответственности 095;
γf-коэффициент надежности по нагрузке;
gn=V*γ где γ- плотность.
Нормативная нагрузка
2. Определение расчетных усилий.
Условно вырезаем полосу шириной 1м.Полосовая нагрузка кНм вдоль длины плиты будет численно равна распределенной в кПа. Плита рассчитывается как многопролетная неразрезная балка с погонными нагрузками g и . Изгибающие моменты в плите определяются с учетом перераспределения усилий вследствие пластических деформаций.
По краям опорами плиты служат несущие стены а в центре второстепенные балки.
Изгибающие моменты в плите определяются с учетом перераспределения усилий из-за пластических деформаций. В случае неразрезных плит с отличными друг от друга пролетами ≤20%изгибающие моменты определяются следующим образом.
Определяем поперечные силы:
3. Характеристика материалов.
Бетон класса В25: ; ;
γв2 – коэффициент учитывающий длительность нагрузки; γв2=09
Арматура Вр-1Rs=410 МПа; Rsc=375 МПа; Еs=170000 МПа.
4 Проверка толщины плиты.
а). Проверка по оптимальному проценту армирования.
Коэффициент армирования =(05÷07)% принимаем =05%.
b=1м – ширина сечения плиты.
h0пл=80-15=65мм=0065м h0пл>hтр 65>50
Условие соблюдается толщина плиты принята правильно.
б). Проверка по наклонным сечениям:
Прочность наклонных сечений плиты без поперечной арматуры обеспечена если соблюдается условие. .
Условие соблюдается значит заданной толщины плиты достаточно.
5. Расчет рабочей арматуры.
Для первого пролета: М1=303 (кН.м).
- относительная высота сжатой зоны
R - граничная относительная высота сжатой зоны
w - характеристика сжатой зоны бетона.
- условие выполняется.
Для первой промежуточной опоры М2=384 (кН.м)
Для среднего пролета М3=264(кН.м).
6. Конструирование плиты.
Подбор сеток (раздельное армирование).
Маркировка сеток: где
D - Диаметр продольных стержней;
V - Шаг продольных стержней;
A - Ширина сетки мм;
L - Длина плоских сеток
C1 C2 - Длина свободных концов продольных и поперечных стержней мм
Сетки раскатывают по всей длине перекрытия включая и крайние пролеты поперек второстепенных балок в пролете сетки раскладываем внизу а над балками вверху плиты. Рабочей арматурой будут поперечные стержни а продольные будут конструктивными. Подбор сеток начинают со средних пролетов а затем подбирают сетку для крайнего пролета.
Принимаем четыре сетки:
Расчет и конструирование второстепенной балки.
Второстепенная балка рассчитывается как многопролетная неразрезная конструкция пролетными опорами которыми являются главные балки.
На второстепенную балку передаётся равномерно распределённая нагрузка от конструкции пола временной нагрузки и нагрузка от ребра второстепенной балки.
- расчетная нагрузка на ;
2. Определение расчётных усилий.
Второстепенная балка рассчитывается методом предельного равновесия как многопролетная неразрезная балка промежуточными опорами которой служат главные балки.
Момент в любой точке можно определить по формуле:
– коэффициент зависящий от отношения расчетной временной нагрузки к расчетной постоянной нагрузке действующей на балку.
Значение поперечной силы:
Значение положительных и отрицательных моментов в таблице 1.3:
Положительный момент
Отрицательный момент
Бетон В20 Rb=145 МПа;Rbt=105 МПа;
Rb=14509=1305 МПа Rbt=09105=0945 МПа;
Арматура А-II Rs=280 МПа; Rsc=280 МПа;
Es=210 000 МПа. Диаметр от 10мм.
4. Проверка размеров сечения балки.
Проверка условия прочности по наклонной сжатой полосе.
Qmax - максимальная поперечная сила по абсолютной величине
Qbc – поперечная сила воспринимаемая по наклонной полосе
φw1 - коэффициент учитывает влияние хомутов нормальных к продольной оси элемента.
φb1- коэффициент определяется по формуле
принимаем для тяжелого бетона 001
где 005-толщина защитного слоя
- условие выполняется. Прочность по наклонной сжатой полосе обеспечена.
Проверка размеров сечения балки
85035 условие соблюдается. Размеры приняты правильно.
5. Расчет второстепенной балки на прочность по нормальным сечениям.
Размеры второстепенной балки: b=020(м); h=050(м); bf=205(м) или bf= h0=h - 35=50 - 35 = 465(см)=0465(м).
Подбираем рабочую арматуру в расчетных сечениях: в первом и средних пролетах как для таврового сечения на первой промежуточной и средней опорах – как для прямоугольного сечения шириной b. Верхняя рабочая арматура в среднем пролете воспринимающая отрицательные изгибающие моменты определяется из расчета прямоугольного сечения шириной b.
Определяем граничное значение относительной высоты сжатой зоны:
Определяем положение нулевой линии в тавровом сечении балки.
момент воспринимаемый полкой тавра
Следовательно нейтральная ось проходит в полке сечения и арматуру подбирают как для прямоугольного сечения шириной b=bf =205(м).
Сечение в крайнем пролете в точке 2* :
Принимаем: 2 стержня диаметром 18мм А-II c
Определим значение высоты сжатой зоны:
Делаем проверку прочности:
Условие выполняется.
Сечение в среднем пролете в точке 7* :
Принимаем: 2 стержня диаметром 16мм А-II c
Выполняем расчёт сечения над опорами на действие отрицательного момента.
Сечение на крайней промежуточной опоре:
Сечение на средних промежуточных опорах:
Сечение 1: (на расстоянии от 1-ой промежуточной опоры)
Принимаем: 2 стержня диаметром 10мм А-II c
Сечение 2: (на расстоянии от 1-ой промежуточной опоры)
Принимаем: 2 стержня диаметром 14мм А-II c
7 Расчёт на прочность по наклонным сечениям.
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.
Приопорный участок в среднем пролете: :
Проверяем необходимость постановки поперечной арматуры по расчёту. 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 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:
- для тяжёлого бетона.
Длина проекции расчетного наклонного сечения:
Определяем поперечную силу воспринимаемую бетоном в вершине наклонного сечения:
Определяем поперечную силу воспринимаемую хомутами:
прочность обеспечена по опасному наклонному сечению.
Проверяем 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: ; .
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.
Проверяем условие прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине: .
где - диаметр продольной арматуры;
Определяем поперечную силу воспринимаемую бетоном в вершине наклонного сечения:
Пролетный участок в первом пролете: .
8 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.
Положительный момент (крайний пролет)
Отрицательный момент (крайний пролет)
Отрицательный момент (крайняя опора)
Положительный момент (средние пролеты)
Отрицательный момент (средний пролет)
Отрицательный момент (средние опоры)
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:
Остальные строки таблицы рассчитываются аналогичным образом.
В случаях когда значение обрываемые стержни заводим на величину 20d.

Монолит.dwg

План перекрытия М 1:200
Цементная стяжка 20 мм
Водоизоляционный ковер 15 мм
Армирование плиты перекрытия М 1:20
Армирование второстепенной балки М 1:25
Примечания: Класс бетона В20 Класс арматуры для плит Вр - I для балки A - II Тип электродов для сварки Э - 42
Спецификация арматуры
Железобетонное перекрытие промышленного здания

Cборный.dwg

ПЛАН ПЕРЕКРЫТИЯ М 1:200
АРМИРОВАНИЕ ПЛИТЫ М 1:50
АРМИРОВАНИЕ РИГЕЛЯ М 1:50
СТЫК РИГЕЛЯ С КОЛОННОЙ М1:25
Спецификация арматуры
Плита изготовлена из бетона класса В15.
Ригель изготовлен из бетона класса В20.
Для замоноличивания стыков применяется бетон класса В25.
При сварке используются электроды Э-42.
Закладные детали выыполнены из стали класса С245.
Железобетонное перекрытие промышленного здания

Сборный.doc

II. Сборное перекрытие с балочными плитами.
Выбор варианта и его компоновка
1. Компоновка вариантов перекрытия.
Сборное балочное перекрытие состоит из сборных панелей и поддерживающих их ригелей. Применяем ребристые панели. Ребристые 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.
Рассмотрим 3 варианта конструктивной схемы перекрытия и выберем наиболее экономичный по минимальному объему используемого бетона и веса арматуры.
2. Сравнение вариантов.
Сравниваемые элементы.
Принимаем 1 вариант так как он наиболее экономичный.
3. Корректировка основного варианта и определение размеров плиты.
Длина плиты для варианта с ригелем прямоугольного сечения определяется следующим образом:
b1=85мм b2=100мм b3=100мм h = 380 мм
bпан = 1280 мм hпан = 60 мм
1 Сбор нагрузок на плиту панели.
Расчетная нагрузка на 1м. Длины нижней плиты численно равна нагрузке на 1 м2 плиты.
Нормативное значение нагрузки кПа
Расчётное значение нагрузки кПа
Керамическая плитка ;
Цементно-песчаная стяжка ;
Временная нагрузка полная
Кратковременная нагрузка
Длительно-действующая нагрузка
2 Определение расчетных усилий.
а) Усилия для расчета полок:
б) Расчетные усилия для продольных ребер: l0 = 5940м
в) Усилия для расчета продольных ребер по 2 группе предельных состояний
От полной нормативной нагрузки:
От длительно действующей нагрузки:
б) Расчетные усилия для поперечных ребер:
3 Характеристика материалов.
Бетон В15:Rb = 85 МПа
Rbt = 075 МПа для 1 группы предельных состояний
Rbser = 110 МПа Rbtser = 115 МПа для 2 группы предельных состояний
Арматура А-IIIRs=365 МПа
Проверка размеров сечения панели
Qмах = 5645 кН (продольные ребра по 1 группе предельных состояний)
Коэффициент φw1 учитывает влияние хомутов нормальных к продольной оси элемента.
h0 = 380 – 35 = 345 мм
Условие выполняется.
4. Расчет панели по 1 группе предельных состояний
4.1. Расчет по нормальным сечениям
- Условие выполняется
Расчет продольных ребер:
Расчет ведем как для таврового сечения с высотой h=380 мм и шириной bf = bпан = 1280 мм ширина сечения нижней части тавра b = 170 мм
Определяем положение нулевой линии в тавровом сечении балки .
Условие выполняется. Поэтому можем подобрать для данного сечения арматуру.
Принимаем 2 стержня d=25 мм с Аsф=982 (см2).
Выполняем проверку прочности:
Расчет поперечных ребер:
Принимаем 1 стержень d=8 мм с Аsф=0503 (см2).
4.2. Расчет по наклонным сечениям.
b = 170 мм bf = 1280 мм h0 = 345 мм hf = 60 мм
Расчет ведем для Q=5599 Кн.
Выполняем проверку условия армирования:
= 06157500170345 = 3959 кН
где =06 для тяжелого бетона
гдеφf – коэффициент учитывающий влияние сжатых полок тавровых и двутавровых элементов.
φn – коэффициент учитывающий влияние продольных сил. φn=0.
Условие не соблюдается следовательно армирование назначаем по расчету
Определяем диаметр поперечной арматуры:
принимаем dsw = 7 мм с Аs = 0385 см2
Принимаем шаг поперечной арматуры как для приопорного участка:
т.к. h = 380 мм 450 мм то Sк = h2 150 мм
S = 190 > 150 мм принимаем Sк = 150 мм
Определяем интенсивность хомутов:
Определяем длину проекции наклонной трещины на продольную ось:
h0 С0 2h0 0345 072> 069. Принимаем h0=069
Определяем поперечную силу воспринимаемую бетоном:
Определяем поперечную силу воспринимаемую арматурой:
Выполняем проверку на действие поперечной силы по наклонной полосе между наклонными трещинами:
где φw1-коэффициент учитывающий влияние хомутов нормальных к продольной оси элемента
. Принимаем φw1=108
φb1 определяется по формуле:
условие выполняется.
Проверка на действие поперечной силы по наклонной трещине:
Проверка заведения оборванных стержней:
Условие прочности между 2 – мя хомутами:
Расчет ведем для Q =2799 Кн (по эпюре поперечных сил)
где =06 для тяжелого бетона
99 кН3959 кН -условие соблюдается поэтому арматуру назначаем конструктивно
Принимаем шаг поперечной арматуры как для пролетного участка:
Sк = 3h4 = 33804 = 285 500 мм
принимаем Sк = 250 мм
5. Расчет панели по II группе предельных состояний.
b =170 мм bf = 1280 мм hf = 60 мм.
5.1 Определение геометрических характеристик
Определяем площадь приведенного сечения:
Asb = As* α = 76913=6939 см2
Ab1 = 61433=8598 см2
Аred = 8598+544+913*76=147319 см2
Статический момент приведенного сечения
Y1 = 35 см Y2 = 16 см
Sred = 859835+54416+693935 = 3903987 см3
Центр тяжести всей фигуры
Y0 = Sred Аred = 3903987147319 = 265 см
Момент инерции приведенного сечения
Jred =S(AbiZi2+J0i)+Asb Zi2
Z1 = 265-35=85 см Z2 = 265-16= 105 см
Jz1 = 143360312 = 25794 см4 Jz2 = 1732312 = 464213 см4
Jred = 8598852+5441052+25794+464213+6939 (265-35)2 = 20780456 см4
Определяем момент сопротивления приведенного сечения
Wred=JredY0 = 20780456265 = 78417 см3
5.2 Расчет трещинностойкости сечений нормальных к продольной оси.
) Расчет на образование трещин:
Мн – максимальный момент от полной нормативной нагрузки (п.2.2)
Мcrc= Rbt.ser*Wpl – момент при котором образуются трещины
Wpl = gWred = 1500078417 = 00118 м3
g = 15 для таврового сечения
Мcrc = 160000118 = 1353 кНм
Необходим расчет на раскрытие трещин
d – диаметр продольной арматуры в мм d = 25 мм
- коэффициент армирования
=1 –для изгибаемых элементов
=1 – учитывает вид и класс растянутой арматуры.
φl – зависит от длительности действия нагрузок
φl=1 для кратковременного действия
φl=16-15 = 16-150013=1405 – для длительного действия
b = 18 – для тяжелого бетона
Определяем продолжительную ширину раскрытия трещин:
Непродолжительная ширина раскрытия трещины:
а) Непродолжительная ширина раскрытия трещины от полной нормативной нагрузки
б) Непродолжительная ширина раскрытия трещины от длительной нагрузки:
Условие выполняются трещины открываются в пределах допустимого
5.3 Расчет трещинностойкости сечений наклонных к продольной оси.
) Расчёт на образование трещин
Qnmax=5645 кН–максимальная поперечная сила от полной нормативной нагрузки
= - минимальная поперечная сила воспринимаемая только бетоном
Qnmax=5645 = 6152 кН
5.4 Расчет по деформациям.
Прогибы продольных ребер считаем по формулам строительной механики определяя входящие в них значения кривизны согласно п.4.23-4.30 СНиП. Если трещины нормальные к продольной оси образуются то непродолжительная величина прогиба:
- от непродолжительного действия полной нормативной нагрузки
- от непродолжительного действия длительной нагрузки
- от продолжительного действия длительной нагрузки
ri – радиус кривизны
S – коэффициент от равномерно распределенной нагрузки
- коэффициент учитывающий работу растянутого бетона на участке с трещинами.
- при длительном действии нагрузки
- при кратковременном действии нагрузки
b=09 – коэффициент учитывающий влияние сжатых полок
=015 –для длительного действия нагрузки
=045 – для кратковременного действия нагрузки.
От непродолжительного действия полной нормативной нагрузки:
Мн=8383 кНм = 0006 Еs = 20104 МПа Eb = 23103 МПа =045
Wpl = gWred = 00118 м3
- при кратковременном действии нагрузки b=09
От непродолжительного действия длительной нагрузки.
Мн=7537 кНм = 001 Еs = 21104 МПа Eb = 23103 МПа
От продолжительного действия длительной нагрузки:
6 Проверка панели на монтажные усилия.
Для монтажа и транспортировки панели в ней предусматривают четыре монтажные петли из круглой стали класса АI. Закладываются петли на расстоянии 07м от концов панели.
) Нагрузка от собственного веса панели при подъеме.
) Отрицательный изгибающий момент консоли.
Площадь сечения арматуры необходимая для восприятия отрицательного момента.
Усилие приходящееся на одну плиту:
Площадь сечения одного стержня:
= NRs = 1467225000 = 077 см2
По таблице принимаем стержни диаметром d10 мм с = 0785 см2
Расчет и конструирование многопролетного неразрезного ригеля.
1.Определение размеров ригеля.
Высота ригеля: hp= (110 112)
lp =6666мм hp= 666 мм. Высоту ригеля принимаем равную 800 мм
. Ширина ригеля: bp= (02 03)
hp = 800 мм bp= 300 мм.
Консольный свес: а = 120 мм.
Площадь поперечного сечения ригеля: S = 024 м2.
Временная нагрузка: .
Постоянная нагрузка:
3. Характеристики материалов.
Для бетона класса В20: Ев = 27103 МПа;
Для класса стали арматуры А-II: Еs= 21104 МПа;
4. Определение расчетных усилий.
Ригель рассчитываем как многопролетную неразрезную балку. Пролеты не должны отличаться более чем на 10%. Следовательно используем метод предельного равновесия. При этом моменты на опорах выравниваются для унификации узлов (для средних пролетов).
Рассмотрим все возможные варианты загружения внешней нагрузкой. Моменты на опорах допускается снижать не более чем на 30% от полученных по упругой схеме.
Задаемся расчетными пролетами.
Для средних пролетов:
lрср = 12805=6400 мм.
Для крайних пролетов:
lркр = lр +380= 6400+380=6780 мм.
Для определения моментов при различных схемах загружения используем таблицу 2 методических указаний «Основные данные».
k – коэффициент принимаемый по табл.2;
l – усредненный пролет ригеля.
Усредненный пролет ригеля l=(6400+67802)3=6655 мм.
5. Проверка размеров сечения ригеля.
).Высоту сечения проверяем по опорному моменту при т.к. на опоре момент определяется с учётом образования пластических шарниров.
где - расстояние от центра тяжести рабочей арматуры до верха балки; =004 м.
Условие выполнено и .
).Проверка по наклонным сечениям.
Проверяем условия устанавливающие минимальные размеры сечения и ограничивающие ширину раскрытия трещин:
. Принимаем φw1 =1. Коэффициент φw1 учитывает влияние хомутов нормальных к продольной оси элемента.
Коэффициент φb1 определяется по формуле коэффициент принимаем для тяжелого бетона 001.
Оставляем выбранные размеры. Условие выполняется.
6. Расчёт на прочность сечений нормальных к продольной оси.
).Расчёт на положительные моменты пролётов.
Сечение 1-1. (в первом пролете)
Проверяем чтобы значение было меньше : .
Принимаем 3 стержня d=32мм .
Проверяем граничные условия применимости формул.
Определим значение высоты сжатой зоны:
Делаем проверку прочности:
Сечение 2-2. (в среднем пролете)
Принимаем 3 стержня d=25мм. .
).Расчёт на отрицательные моменты на опорах:
Момент на границе опоры равен:
Принимаем 3 стержня d=25мм .
Сечение 4-4. (на 025l от опоры в первом пролете)
Принимаем 3 стержня d=10мм .
Сечение 5-5. (на 025l от опоры в среднем пролете)
Принимаем 3 стержня d=18мм .
7. 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).
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.
Условие не выполняется. Арматуру подбираем по расчёту.
Проверяем 2ое условие прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
Принимаем из условия свариваемости диаметр поперечной арматуры
где =25мм - диаметр продольной арматуры;
Шаг поперечной арматуры принимаем кратно 50 мм;
(округляем в сторону уменьшения до кратно 50 мм)
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 условие соблюдается и прочность по опасному наклонному сечению обеспечена.
Проверяем 3е условие прочности между двумя соседними хомутами:
Все условия выполняются арматуру подобрали верно.
Пролетный участок в среднем пролете:
Т.к. участок средний то шаг поперечной арматуры принимаем .
т.е прочность обеспечена по опасному наклонному сечению.
Приопорный участок в крайнем пролете: .
где =32мм - диаметр продольной арматуры;
Пролетный участок в крайнем пролете:
8. 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.
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): - с левой стороны;
В случаях когда значение обрываемые стержни заводим на величину 20d.
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= 46246 кН – 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 железобетнные конструкции»× Госстрой СССР М.: 1989.
Русланов В.М. Строительные конструкции зданий и основы их расчета. М.: Высшая школа 1987