144112 (Многоэтажное производственное здание), страница 2

g=7.196кH/м²

Рис. 2. Схема расчётных пролётов монолитной железобетонной плиты перекрытия.

Определим величины расчетных изгибающих моментов:

а) для первой полосы в первом пролете:

, в средних пролетах и на средних опорах - , на первой промежуточной опоре при раздельном армировании -

б) для второй полосы:

в первом пролете

,

в средних пролетах и на средних опорах

Q_а = 0.4gl_0кр=0,4*7, 196*1,41 = 4,059 кН

Q_в^л= 0.6 gl_0кр = 0,6*7, 196*1,41 = - 6,088 кН

Q_в^п=0.5 gl_0ср = 0,5*7, 196*1,4 = 5,037 кН

Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил для первой и второй полосы.

Рис. 3. Эпюры расчётных изгибающих моментов и поперечных сил при расчёте плиты.

1.2.3 Определение высоты сечения плиты

Толщину плиты, предварительно принятую для вычисления ее веса, необходимо уточнить по наибольшим расчетным усилиям. В расчетном отношении плита представляет собой изгибаемый элемент прямоугольного сечения шириной равной b = 100 см и высотой h

Принимаем бетон класса В15

По табл.13 СНиП 2.03.01 -84* находим для тяжелого бетона марки В15;

расчетное сопротивление при осевом сжатии Rв= 8.5 МПа

расчетное сопротивление осевому растяжению Rвt = 0.75 МПа

По табл.18 СНиП 2.03.01 -84* находим начальный модуль упругости бетона Е_б = 23000 МПа. Принимаем арматуру класса АI с расчетным сопротивлением на растяжение Rs= 225 Мпа. Полезная высота плиты h₀ равна

_b2 - коэффициент условий работы, равный 0,9

Для плит опт=0,10,2

Принимаем опт=0,15 тогда _m=0,139

Полная высота плиты h = h₀ + а

а - защитный слой

h = 35 + 14 = 49 мм

а = 10 +d/2+ 10 +8/2= 14 мм

d = 8 мм - диаметр предполагаемой рабочей арматуры плиты

Принимаем толщину плиты h = 60 мм

п.5.5. СНиП 2.03.01-84*

Для продольной рабочей арматуры толщина защитного слоя должна составлять, как правило, не менее диаметра стержня и в плитах толщиной до 100 мм включительно - не менее 10 мм.

п.5.3. СНиП 2.03.01-84

Толщина монолитных плит должна приниматься не менее:

для покрытий - 40 мм;

для междуэтажных перекрытий производственных зданий - 60 мм.

Уточняем

h₀ = h - a = 60 - 14 = 46 мм

Проверяем условие:

Q < _в4*Rвt*_b2*b* h_{0, в4}

- для тяжелого бетона равен - 0,6

Q = 0,6*0,75*100*0,9*4,6*100 = 18630 H = 18,63 кН > Qmax = 6,088 кН

установка поперечной арматуры для плиты не требуется.

1.2.4 Подбор сечения арматуры

Армирование плиты может осуществляться в виде отдельных стержней или сварных рулонных или плоских сеток. Подбор продольной арматуры в каждом сечении плиты определяется по соответствующим изгибающим моментам. Для плиты первого пролета

Находим

М₁ - изгибающий момент в первом пролете, Н см, h₀ - рабочая высота плиты, см, Rв - расчетное сопротивление сжатию бетона. По таблице по величине _m =0,081 находим =0,085 = 0,9575. Выполним проверку сопоставления и _R, где _R - граничное значение высоты сжатой зоны бетона:

Где - деформативная характеристика бетона = a - 0,008*Rв*_b2= 0,85 - 0,008*8,5*0,9 = 0.7888

Условие _R=0,70 > = 0, 1925 выполняется, следовательно, имеем право найти требуемую площадь рабочей арматуры:

Подбор арматуры для полос 1 и 2.

Шаг рабочей арматуры в плитах принимается 100, 150, 200 мм.

Для распределительной арматуры шаг принимается 250 мм.

f_a1= Asтр*f/100=1,313*10/100 = 0,1313см²

Принимаем d = 6 мм с Аs = 0,283 см²

fa2 =1,313*15/100 = 0.197 см² принимаем d = 6 мм с Аs = 0,283 см²

fa3 =1,313*20/100 = 0,263см² принимаем d = 6 мм с Аs = 0,283 см²

Экономически более целесообразно принимать арматуру d = 6 мм с Аs = 0,283 см² с шагом 200 мм.

Для плиты на первой опоре

fa1 = 0,984*10/100 = 0,0984 см² принимаем d = 6 мм с Аs = 0,283 см²

fa2 = 0,984*15/100 = 0,1476 см² принимаем d = 6 мм с Аs = 0,283 см²

fa3 = 0,984* 20/100 = 0, 197 см² принимаем d = 6 мм с Аs = 0,283 см²

Наиболее экономически целесообразно принять арматуру

d = 6 мм с Аs = 0,283 см² с шагом 200 мм.

Для плиты на промежуточных опорах и в промежуточных пролетах

fa1 = 0,8764*10/100 = 0,08764 см² принимаем d = 6 мм с Аs = 0,283 см²

fa2 = 0,8764*15/100 = 0,1315 см² принимаем d = 6 мм с Аs = 0,283 см²

fa3 = 0,8764* 20/100 = 0,1753 см² принимаем d = 6 мм с Аs = 0,283 см²

Экономически наиболее целесообразно принять арматуру d = 6 ммАs = 0.283 см² c шагом 200 мм.

Для полосы 2:

Для плиты первого пролета

Так как изгибающий момент в первом пролете на I полосе и на II полосе одинаков, то расчет будет идентичным расчету по нахождению требуемой площади рабочей арматуры для плиты первого пролета на полосе I.

Для плиты на первой опоре.

Так как изгибающий момент на первой опоре на I полосе и на II полосе одинаков, то расчет будет идентичным расчету по нахождению требуемой площади рабочей арматуры для плиты на первой опоре на полосе I.

Для плиты на промежуточных опорах и в промежуточных пролетах

fa1 = 0,697*10/100 = 0.0697 см² принимаем d = 6 мм As = 0,283 см²

fa2 = 0,697*15/100 = 0.293 см² принимаем d = 6 мм As = 0,283 см²

fa3 = 0,697*20/100 = 0.39 см² принимаем d = 6 мм As = 0,283 см²

Экономически наиболее целесообразно принять арматуру d = 6 мм As = 0.283 см² с шагом 200 мм. Площадь сечения арматуры, требуемая по расчёту и принятая приведена на рисунке 4.

Рис. 4. Схема требуемой площади арматуры плиты перекрытия для полосы 1 и 2 и схемы принятой арматуры для полос 1 и 2 монолитной плиты перекрытия.

1.2.5 Конструирование плиты

Плиты ребристых перекрытий армируют сварными рулонными сетками с продольной или поперечной рабочей арматурой или вязаными сетками. Наиболее экономичным является армирование плит сварными сетками. Их изготавливают из обыкновенной холоднотянутой проволоки класса BpI диаметром 3-5 мм или из стали класса А-Ш диаметром 6-9 мм согласно ГОСТ 8478 "Сетки сварные для армирования железобетонных конструкций". Вязаные сетки состоят из стержней диаметром 6-12 мм из стали класса А-1 или А-П п.5.20 СНиП 2.03.01-84

Расстояния между осями рабочих стержней в средней части пролета плиты и над опорой (вверху) должны быть не более 200 мм при толщине плиты до 150 мм и не более 1,5 h - при толщине плиты более 150 мм, где h. - толщина плиты.

В плитах расстояний между стержнями, заводимыми за грань опоры, не должая превышать 400 мм, причем площадь сечения этих стержней на I м ширины плиты должна составлять не менее 1/3 площади сечения стержней в пролете, определенной расчетом по наибольшему изгибающему моменту.

Сечение распределительной арматуры должно быть не менее, 10% сечения рабочий арматуры (но не менее 3 стержней на I М. П).

Сетки следует проектировать пригодными для применения многоэлектродных точечных машин при соблюдении следующих требований: ширина сетки не долина быть более 3800 мм; диаметр продольных стержней класса А-1 для плоских сеток должен быть не более 12 мм, а класса А-Ш, - не более 10мм; диаметр поперечных стержней класса А-1 не более 10 мм и класса А-Ш - не более 8 мм; шаг продольных стержней должен быть кратным 50 мм, не более 500 мм и не менее 100 мм, а на месте раза сеток 50 мм; шаг поперечных стержней должен быть кратный 25 мм, не более 400 мм и не менее 50 мм; длина плоских сеток не должна быть более 9000 мм.

Рис. 5. Схема расположения сеток.

1 Полоса.

,

2 Полоса.

1.3 расчёт второстепенной балки

1.3.1 Определение нагрузок

Несмотря на неразрезность конструкций, при подсчёте нагрузок они рассматриваются как разрезные. Нагрузки на второстепенную балку принимаются с полосы шириной, равной расстоянию между осями второстепенных балок. Размеры ребра второстепенной балки назначаются предварительно в зависимости от пролёта балки.

1.3.2 Определение расчётных усилий

За расчётные пролёты второстепенной балки принимаются: для средних пролётов - расстояния между главными балками в свету; для крайних пролётов - расстояния от грани главной балки до оси опоры на стене. Многопролётные второстепенные балки с равными пролётами или с пролётами, отличающимися не более, чем на 10%, рассчитываются, как равнопролётные неразрезные балки, свободно лежащие на опорах и загруженные равномерно распределённой нагрузкой.

Определение изгибающих моментов производится с учётом их перераспределения в следствие пластических деформаций.

Определение нагрузки приведено в таблице.

Таблица 3 Нормативные и расчётные значения нагрузок на 1 п. м второстепенной

При ширине сечения главной балки b_гб = 300 мм расчётные пролёты второстепенной балки:

1. в крайнем пролёте l_0кр = 5500-20-15+25/2 = 5275 мм

2. в среднем пролёте l_0ср = 5800-30 = 5500 мм

Рисунок 6. Схема расчётных пролётов монолитной железобетонной второстепенной балки.

Ординаты огибающей эпюры моментов определяются по формуле

М = * (g+p) *l²

Где g - постоянная нагрузка, кН/м; р - временная нагрузка, кН/м

l - расчётный про лёт, м

Значения коэффициента принимаем по отношению p/g = 7.752/6.304 = 1.23 Нулевые точки положительных моментов расположены на расстоянии 0,15*1от грани опор, а положение нулевой точки отрицательных моментов в первом пролёте зависят от соотношения p/g

Величины перерезающих сил у опоры определяется по формулам:

У опоры AQ_A = 0.4* (p+g) * l_0кр= 0.4*31.415*6.975 = 87.65 кН

У опоры В слева Q_B = 0.6* (p+g) * l_0кр= 0.6*31.415*6.975 = 131.47 кН

У опоры В справа и у остальных опорQ_C = 0.5* (p+g) * l_0ср= 0.5*31.415*6.9 = 108.38 кН

Определение изгибающих моментов приведено в таблице 5. Окончательные огибающие эпюр моментов и перерезающих сил приведены на рисунке.

Таблица 4

1.3.3 Определение размеров сечения второстепенной балки

Второстепенная балка имеет тавровое сечение. Если полка тавра расположена в растянутой зове, то она при расчете не учитывается, и в этом случае расчет тавровой балки ничей не отличается от расчета прямоугольной балки с шириной, равной ширине, ребра. Поэтому размеры сечения второстепенной балки определяют по наибольшему опорному моменту - Мв.

Как известно, при проценте армирования, равном или большем предельного, изгибаемые элементы разрушаются хрупко по сжатой зоне бетона без развития значительных деформаций. В этом случае в статически неопределимых конструкциях к моменту разрушения перераспределение усилий полностью не реализуется, и несущая способность конструкции не может быть оценена расчет том по методу предельного равновесия. Поэтому для реализации полного перераспределения усилий элементы статически неопределимых конструкций следует проектировать с армированием, меньшим предельного армирования для статически определимых систем.