Расчет монолитного ребристого перекрытия

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Исходные данные

1. Размер здания в плане L1ЧL2=18Ч60,8 м.

2. Сетка колонн l1Чl2=6Ч7,6 м.

3. Временная нагрузка V=8500 Н/м2.

4. Высота этажа h=4 м.

5. Число этажей n=3.

6. Класс бетона В25.

7. Класс арматуры А-II.

8. Нормативное сопротивление грунта R0=0,24 МПа.

9. Район строительства - 2 гр.

Монолитное ребристое перекрытие состоит из монолитной железобетонной плиты заполняющей весь контур здания из второстепенных балок расположенных вдоль длины здания и главных балок, расположенных поперек длины здания. Второстепенные балки опираются на стены и главные балки. Главные балки опираются на стены и колонны здания. Плита опирается на второстепенные и главные балки, а по контуру здания на стены.

2. Расчет плиты

Данные для расчета:

Класс бетона В25.

Rb=14,5 МПа.

Rbt=1,05 МПа.

Модуль упругости:

Eb=30•103 МПа.

Арматура Вр-I Rs=375 МПа.

Рис. 1. Расчетные пролеты и нагрузки

.

.

.

.

.

.

Подсчет нагрузок ведем в табличной форме

Табл. 1

№ п/п	Вид нагрузки	Наименование нагрузок	Норматив Н/м2	Коэф. надежн. г	Расчетная Н/м2
1 2 3 4 5	Постоянная	Вес паркетного пола (2см) Асфальтовая стяжка Слой толщиной бетона (5см) Собственный вес плиты (6см) Затирка	140 480 750 1750 100	1,1 1,2 1,1 1,1 1,1	154 576 825 1925 110
	Всего		3220		3590
6	Временная нагрузка	Нагрузка на межэтажные перекрытия	8500	1,3	11050
	Итого		11720		14640

Полная расчетная нагрузка на 1 погонный метр расчетной полосы:

Рис. 2

Определение изгибающих моментов в крайнем пролете и на первой промежуточной опоре:

.

Моменты в средних пролетах и на средних опорах:

3. Расчет прочности сечения

Определяем относительную высоту сечения плиты:

.

Полная высота плиты:

,

где а - защитный слой бетона.

Так как минимальная толщина плиты для межэтажных перекрытий производственных зданий должна быть не менее 6 см, то принимаем высоту плиты .

Окончательно, относительная высота сечения плиты будет:

.

1) Рассчитываем неокаймленную плиту крайних пролетов и на первых промежуточных опорах:

A0 - показатель армирования плиты, балки:

.

В соответствии с таблицей норм по значению A0 определяем показатель :

.

где: - коэффициент надежности по нагрузке (0,95)

2) В средних пролетах и на средних опорах.

.

.

Площадь арматуры:

.

3) Расчет арматуры окаймленной плиты в средних пролетах и на средних опорах.

.

.

.

Из соображений приведенных ниже принимаем три сетки, две из которых шириной 250 см, одна шириной 270 см. При подборе стандартных сеток вычисление площади сечения арматуры на один метр ширины полосы, площадь арматуры умножаем на принятую ширину сеток.

1) В плите окаймленной балками в крайних пролетах:

.

.

2) В средних пролетах:

.

.

3) В плите окаймленной балками:

.

.

Принимаем проволочную арматуру Вр-I 6 мм.

.

.

Дополнительные арматурные сетки в крайних пролетах и над первыми промежуточными опорами принимаем следующим образом:

Для С3:

.

Рис. 3

.

Для С4:

.

.

4. Расчет второстепенной балки

Данные для расчета:

Класс бетона В25.

Rb=14,5 МПа.

Rbt=1,05 МПа.

Арматура A-II, Rs=280 МПа.

Для расчета второстепенной балки необходимо предварительно назначить размеры сечения главной балки.

Назначаем из следующих предпосылок:

.

.

Округлив полученные значения, примем размеры сечения главной балки:

.

Определение расчетных параметров и нагрузок для второстепенной балки.

Рис. 4

.

.

При расчете второстепенной балки принимаем тавровое сечение.

Размеры полки таврового сечения b1 принимаются равными:

.

Подсчет нагрузок на один погонный метр балки выполняем в табличной форме.

Табл. 2

Вид нагрузки	№ п/п	Наименование нагрузок	Норм. нагруз. Н/м	Коэф. по нагруз г	Расчетн. нагрузка Н/м
Постоянная нагрузка	1 2	Вес плиты и пола Собственный вес второстепенной балки	6 440 2 750	1,1 1,1	7 084 3 025
		Всего:	9 190		10 109
Временная нагрузка	3	Нагрузка на межэтажное перекрытие 7800Ч2	17000	1,3	22100
		Итого:	26190		32209

Рис. 5

1) В первом пролете:

.

2) На первой промежуточной опоре:

.

3) В средних пролетах и на средних опорах:

.

Определяем минимальную рабочую высоту сечения. Для этого принимаем .

Тогда отсюда следует, что .

Таким образом, расчетная (рабочая) высота сечения равна:

.

С учетом защитного слоя бетона (a) общая высота сечения второстепенной балки равна h.

.

Рис. 6

Принимаем h=40см. Отсюда .

Определение поперечных сил.

а) На крайней свободной опоре:

.

б) На первой промежуточной опоре слева:

.

в) На первой промежуточной опоре справа и на всех остальных опорах:

.

Проверяем условие прочности сжатого бетона между наклонными трещинами.

Условие прочности записываем следующим образом:

.

где:

.

.

.

где: - площадь поперечной арматуры (хомута)

Для поперечно арматуры принимаем арматуру класса . Тогда .

Шаг поперечных стержней определяется из формулы:

.

.

где: - количество арматуры.

.

.

.

.

Определение огибающих эпюр изгибающего момента

Изгибающие моменты в пролетах и на опорах второстепенной балки определяются по следующей формуле:

,

где: - коэффициент для положительных моментов, - коэффициент для отрицательных моментов.

Коэффициент определяется в зависимости от соотношения временных и постоянных нагрузок:

.

Для определения значений моментов, делим пролет второстепенной балки на 5 частей

Для каждой части имеется свой коэффициент .

- это коэффициент для положительных (определяемых по графику) и отрицательных (определяемых по таблице, в зависимости от соотношения ) моментов.

Так как схема балки и действующие на нее нагрузки симметричны, значение напряжений достаточно рассматривать в двух или в двух с половиной частях пролета.

Расчет моментов:

а) положительные моменты в первом пролете:

.

.

.

.

.

.

б) положительные моменты во втором пролете (по графику):

.

.

.

.

.

в) отрицательные моменты (по таблице и по графику):

.

.

.

.

.

.

.

.

Значение моментов записываем в табличной форме

Табл. 3

Нагрузка	Расстояние		коэффициент	момент М, Нм
№	сечение					+
1	0	-	-	-	-	-	-
	1	0,2l	1763764,84	0,065		114644
	2	0,4l		0,090		158738
	max	0,425l		0,091		160502
	3	0,6l		0,075		132282
	4	0,8l		0,020		35275
	5	1,0l		-	0,0715	-	126109
2	6	0,2l	1740010,7	0,018	0,03	31320	52200,32
	7	0,4l		0,058	0,009	100920	15660,1
	max/7'	0,5l		0,0625	0,0075	108750,7	13050,08
	8	0,6l		0,058	0,006	100920	10440,06
	9	0,8l		0,018	0,024	31320	41760,25
	10	1,0l		-	0,0625	-	108750,6

5. Расчет прочности нормальных сечений второстепенной балки

Подбор арматуры второстепенной балки.

При расчете по положительным моментам, сечение балки принимаем тавровым с шириной полки:

.

Рис. 7

При расчете по отрицательным моментам сечение балки принимаем прямоугольным.

а) В первом пролете:

.

.

По таблице при , .

.

По сортаменту подбираем необходимые стержни:

.

Армируем балку двумя каркасами К-1, в каждом из которых по 2 стержня .

Верхние стержни каркаса принимаем конструктивно:

.

б) В среднем пролете для положительных моментов

.

.

.

.

По сортаменту принимаем:

.

Балку в среднем пролете армируем двумя каркасами К-2, в каждом из которых по 2 стержня .

в) В среднем пролете для отрицательных моментов:

Для этого бреем средний отрицательный момент между точками 6 и 7 пролета:

.

Далее ведем расчет по стандартным формулам:

.

.

.

Принимаем:

.

г) сечение на первой промежуточной опоре:

.

.

.

Для:

.

.

Необходимо установить 2 сетки внахлест друг на друга с площадью арматуры:

,

где - количество сеток.

Выбираем сетку на один погонный метр.

По сортаменту выбираем площадь арматуры для сетки с шагом 10см.

.

C учетом этого выбираем сетку:

Рабочая (поперечная) арматура сетки на 1см2 площади:

.

Вспомогательную (продольную) арматуру сетки на 1см2 площади выбираем конструктивно:

.

Таким образом, сетка С-5:

.

д) сечение на второй промежуточной опоре:

.

.

.

.

Необходимо установить 2 сетки внахлест друг на друга с площадью арматуры каждой:

.

По сортаменту подбираем сетку с шагом 10 см.

.

С учетом этого рабочая (поперечная) арматура сетки на 1м2 площади с шагом 100 мм.

.

Вспомогательная (продольная) арматура выбирается конструктивно:

.

Сетка С-6.

.

Ширина каждой сетки:

.

Определение обрывов стержней в каркасах второстепенной балки.

Для определения обрывов стержней в арматурных каркасах К-1 и К-2 необходимо построить эпюру материалов.

1) Определяем момент воспринимаемой выбранной арматуры в первом (крайнем) пролете:

а) Для 2 стержней:

.

.

.

.

б) Для 4 стержней:

.

.

.

.

Полученные значения моментов откладываем по ординатам в масштабе на огибающей эпюре моментов.

2) Определяем момент воспринимаемой выбранной арматуры во втором (среднем) пролете:

.

.

.

.

а) .

.

.

.

Расчет второстепенной балки на прочность по наклонным сечениям

Для обеспечения прочности балки по наклонным сечениям необходимо подобрать соответствующее поперечное армирование (хомуты)

Для хомутов принимаем арматуру класса . Для этой арматуры площадь поперечного сечения , .

Найденные значения поперечных сил:

на крайней опоре балки .

.

.

В соответствии с нормами в приопорной части балки, которая составляет 1/4 пролета, принимаем шаг хомутов S=15 см.

Суммарное осевое усилие в поперечных стержнях (хомутах), пересекаемых наклонным сечением определяется по формуле:

.

.

.

.

.

где - число хомутов пересекаемых одной наклонной трещиной

Для промежуточной опоры слева:

.

.

Для промежуточной опоры справа:

.

.

Определяем усилие в поперечных стержнях на единицу длины элемента, при заданном значении шага хомутов S:

.

Несущая способность наклонного сечения элемента по поперечной силе равна:

.

расчетный изгибающий тавровый бетон

Следовательно, прочность наклонных сечений обеспечена.

Для средней части пролетов второстепенной балки выбираем следующий шаг хомутов:

.

Размещено на Allbest.ru

...