Ребристое перекрытие многоэтажных гражданских и промышленных зданий

(2.10)

где - диаметр круглой пустоты плиты.

(2.11)

Приведенная толщина рёбер:

(2.12)

Расчётная ширина сжатой полки

(2.13)

, следовательно в расчет вводим всю ширину полки

Определяем изгибающий момент, который может воспринять сечение при полной сжатой полке

(2.14)

Следовательно, нейтральная линия проходит в полке, и расчёт производим как для элементов прямоугольного сечения размерами

Вычисляем значение коэффициента , по формуле 1.32:

где - коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки, неблагоприятного способа её приложения;

- расчётное сопротивление бетона сжатию;

- нормативное сопротивление бетона осевому сжатию;

- частный коэффициент безопасности для бетона;

(2.15)

Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны бетона

(2.16)

где щ - характеристика сжатой зоны бетона, определяемая

- коэффициент, принимаемый для тяжёлого бетона 0,85;

- напряжения в арматуре, Н/мм², принимаемые для арматуры S500 равными

- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны сечения, принимаемое 500 Н/мм²;

, следовательно, растянутая арматура достигла предельных деформаций. Разрушение сечения происходит пластически, т.е. предельного сопротивления достигает арматура, появляется трещина, которая развивается по высоте сечения, а затем предельного значения прочности достигает бетон, конструкция разрушается.

(2.17)

Требуемая площадь сечения растянутой арматуры, по формуле 1.37:

С учетом конструктивных требований принимаем 8 стержней 12 мм класса S500 с . Распределительную арматуру принимаем 6 мм S240 с шагом 300 мм. Конструктивно принимаем сетку С-2, состоящую из стержней 6 мм S500 и шагом 200 мм.

2.2.3 Расчет прочности сечений, наклонных к продольной оси плиты

Расчёт по наклонному сечению производим с учётом действия поперечной силы V_sd, максимальное значение которых определено на опоре. Учитывая эпюру поперечных сил, поперечную арматуру устанавливаем на ј длины плиты с двух сторон у торца. Поперечную арматуру назначаем из стержней класса S240 6 мм. Шаг поперечной арматуры на приопорных участках , в остальной части пролета Принимаем 8 стержней c

Находим линейное усилие, которое могут воспринять поперечные стержни:

(2.18)

где - расчётное сопротивление поперечной арматуры, определяемое по таблице 6.5 [1].

Проверяем условие обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами:

(2.19)

где (2.20)

где (2.21)

где - определяемое по таблице 6.2 [1] для С25/30 = 35 ГПа;

(2.22)

(2.23)



условие выполняется.

Вычисляем поперечную силу , которую могут воспринять бетон и поперечная арматура:

(2.24)

где (2.25)

при этом

,следовательно, прочность наклонных сечений обеспечена.

2.2.4 Расчет плиты по раскрытию трещин

Расчет по раскрытию трещин производится из условия

(2.26)

где - расчётная ширина раскрытия трещин;

- предельно допустимая ширина раскрытия трещин, принимаемая по таблице 5.1 [1].

(2.27)

где d - диаметр рабочей арматуры.

Так как принимаем, что элемент работает с трещинами в растянутой зоне.

Определяем напряжения в арматуре:

(2.28)

;

, т.е. ширина раскрытия трещин меньше предельно допустимой ширины.

2.2.5 Расчет плиты по деформациям

Предельно допустимый прогиб устанавливают с учётом технологических, конструктивных и эстетических требований. Для элементов перекрытий с плоским потолком предельный прогиб не должен превышать

Расчётный прогиб плит определяют по приближенной формуле:

(2.29)

Кривизну изгибаемых элементов без предварительного напряжения вычисляем по формуле:

(2.30)



где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения деформаций крайнего сжатого волокна по длине участка с трещинами; для тяжёлого бетона

- коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона на участках с трещинами, вычисляется по формуле;

(2.31)

з₁ = з_1s;

где (2.32)

(2.33)

где (2.34)

Расстояние от центра тяжести площади сечения арматуры до точки приложения равнодействующей в сжатой зоне бетона:

(2.35)

Определим относительную высоту сжатой зоны бетона , предварительно вычислив и .

(2.36)

(2.37)

где (2.38)

(2.39)

т.е. прогиб плиты меньше предельно допустимого.

2.3 Расчёт и конструирование ригеля

2.3.1 Расчет нагрузок, действующих на ригель

Нагрузка на 1 п.м. ригеля

(2.40)

где - собственный вес ригеля;

,

где - плотность железобетона;

- коэффициент надежности по нагрузке.

Определим расчетный пролет ригеля.

Рисунок 13 - К определению расчетного пролета ригеля

(2.41)

2.3.2 Определение усилий, возникающих в сечениях ригеля от действия внешней нагрузки

Ригель рассматриваем как свободно опёртую балку с максимальным моментом в середине пролёта, опорами для которой служат колонны, а крайними - стены. При расчёте делаем два сечения: по длине ригеля в зоне максимального момента и на опоре в зоне подрезки.

Значение максимального изгибающего момента в сечении ригеля вычислим по формуле:

(2.42)

Значение поперечных сил на промежуточных опорах:

(2.43)



Рисунок 14 - Расчётная схема ригеля

2.3.3 Расчет прочности нормальных сечений ригеля

Проверку достаточности принятых размеров ригеля выполняем по значению изгибающего момента в пролете.

Рабочая высота сечения

Ширина ригеля

Значение коэффициента определяем по формуле 1.32:

где - коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки, неблагоприятного способа её приложения;

- расчётное сопротивление бетона сжатию;

- нормативное сопротивление бетона осевому сжатию;

- частный коэффициент безопасности для бетона;

Значение коэффициента :

Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона по формуле 2.15:

Определяем граничную относительную высоту сжатой зоны бетона по формуле 2.16:

где щ - характеристика сжатой зоны бетона, определяемая

- коэффициент, принимаемый для тяжёлого бетона 0,85;

- напряжения в арматуре, Н/мм², принимаемые для арматуры S400 равными

- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны сечения, принимаемое 400 Н/мм²;

следовательно, растянутая арматура достигла предельных деформаций.

Требуемая площадь сечения растянутой арматуры, по формуле 1.37:

Принимаем 3 стержня 32 S400 с



2.3.4 Расчёт прочности сечений, наклонных к продольной оси ригеля

Шаг стержней принимаем 150 мм. Принимаем стержни 10 мм S400 с

Находим линейное усилие, которое могут воспринять поперечные стержни:

Вычисляем поперечную силу , которую могут воспринять бетон и поперечная арматура:

(2.44)

где

Следовательно, прочность наклонных сечений обеспечена.

По наклонной полосе между трещинами:

(2.45)

Условие выполняется.

2.3.5 Расчет подрезки ригеля

В связи с уменьшением высоты опорной части ригеля, требуется проверить прочность опорной части ригеля по наклонному ослабленному сечению на действие поперечной силы, задавшись диаметром арматуры, классом и шагом поперечных стержней подрезки. Назначаем хомуты из арматуры класса S400 диаметром 10 мм. Шаг хомутов принимаем S₁ = 50 мм. Принимаем 2 стержня 10 мм S400 с (поз.11 графическая часть).

Рисунок 15 - Армирование ригеля

Находим линейное усилие, которое могут воспринять поперечные стержни:

Вычисляем поперечную силу , которую могут воспринять бетон и поперечная арматура:

(2.46)

где - рабочая высота опорной части ригеля;

Следовательно, прочность наклонных сечений обеспечена.

Определим длину участка за подрезом, на которой должен быть сохранён шаг

(2.47)

2.3.6 Определение площади продольной арматуры, расположенной в подрезке

Вычислим изгибающий момент в нормальном сечении, расположенном в уменьшенной по высоте части ригеля:

(2.48)

где - проекция наклонной трещины, развивающейся из угла подрезки.

(2.49)

Определим :

(2.50)

, следовательно, растянутая арматура достигла предельных деформаций.

Требуемая площадь сечения растянутой арматуры в подрезке определяется по формуле:

Принимаем 2 стержня 12 мм S400 с

Определим длину анкеровки продольной арматуры:

, следовательно, принимаем

2.3.7 Построение эпюры материалов

С целью экономичного армирования и обеспечения прочности сечений балки строим эпюру материалов, представляющую собой эпюру изгибающих моментов, которые может воспринять элемент по всей длине. Значение изгибающих моментов в каждом сечении при известной площади рабочей арматуры вычисляют:

(2.51)

На участках с значения постоянны и эпюра изображается прямой линией (см. графическую часть). При обрыве стержней с целью обеспечения прочности наклонных сечений по изгибающему моменту их заводят за сечение, где они не требуются по расчету на длину не менее.

Эпюра материалов должна охватывать эпюру изгибающих моментов.

Армируем пролёт 3-мя стержнями 32 мм S400. Один стержень 32 мм S400 обрываем в пролёте. Заводим на длину от места их теоретического обрыва. 2 стержня 32 мм S400 доводим до обеих опор. Вычислим изгибающие моменты, воспринимаемые этими стержнями:

2Ш32:

1Ш32:

>

Так как в средних пролетах могут возникать значительные отрицательные моменты, для их восприятия по всей длине пролетов устанавливаются стержни 2 12 S400.

Результаты расчетов сводим в таблицу 13.

Таблица 13 - Вычисление ординат эпюры материалов для продольной арматуры

? и количество стержней	Уточненная высота сечения d = h - c, мм	Фактическая площадь сечения стержней, Ast, мм2	Расчетное сопротивление арматуры, fyd, МПа	Относительная высота сжатой зоны, о	Коэффи-циент з	Момент MRd, кН•м
Нижняя арматура в пролете (b=200мм)
2?32	464	1608	367	0,736	0,694	190,03
1?32	464	804,2	367	0,367	0,847	115,99
Верхняя арматура в пролете
2?12	464	226	367	0,103	0,957	36,83
Нижняя арматура на опоре
2?12	195	226	367	0,246	0,898	14,52
Верхняя арматура на опоре
2?12	195	226	367	0,246	0,898	14,52

2Ш12:

В подрезке

2Ш12:



Список используемой литературы

1. 1.СНБ 5.03.01-02 Бетонные и железобетонные конструкции.- Мн.,2003.

2. 2.СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции.- М.,1985.

3. 3.Железобетонные конструкции. Основы теории, расчёта и конструирования.

4. Под ред. проф. Т.М.Пецольда - Брест, БГТУ,2003.

5. 4.СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. - М., 1984.

6. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлых и лёгких бетонов без предварительного натяжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84). М., 1986.

7. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. М., 1986.

8. Голышев А.Б., Бачинский В. и др. Проектирование железобетонных конструкций. К.,1985.

9. Кудзис А.П. Железобетонные и каменные конструкции. Часть 1,2. М., высшая школа, 1989.

10. 9.Мандриков А.П. примеры расчёта железобетонных конструкций. Стройиздат 1989

11. 10.ГОСТ 21.503-80. Конструкции бетонные и железобетонные (Рабочие чертежи).

Размещено на Allbest.ru

...