Расчет и конструирование элементов перекрытий многоэтажного здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Иркутский государственный технический университет

"Железобетонные и каменные конструкции"

Расчет и конструирование элементов перекрытий многоэтажного здания

Учебное пособие к выполнению курсового проекта № 1 по железобетонным конструкциям

Б. И. Пинус,

В. В. Кажарский

Издательство

Иркутский государственный технический университет, 2006



Пинус Б. И., Кажарский В. В. Железобетонные и каменные конструкции. Расчет и конструирование элементов перекрытий многоэтажных зданий. Учебное пособие к выполнению курсового проекта № 1 по железобетонным конструкциям. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. 81 с.

Приведены методические указания по выбору компоновочных схем и конструктивных решений элементов плоских перекрытий в монолитном и сборном вариантах исполнения в соответствии с требованиями нормативных документов и опыта проектирования. Содержание, объем и глубина проработки соответствуют учебной программе курса "Железобетонные и каменные конструкции" для специальности "Промышленное и гражданское строительство", "Проектирование зданий" и других строительных специальностей очной, заочной и ускоренной форм обучения.

Библ. 11 наим.; Ил. 19 рис.; табл. 9; Прил. 8

Рецензенты: профессор Иркутского государственного университета путей сообщения, доктор технических наук В. Ю. Тюньков.

Зав. кафедрой "Промышленное и гражданское строительство" Ангарской государственной технической академии, канд. техн. наук, доцент В. М. Паршин.



Предисловие

Учебное пособие составлено на основании рекомендованной Ассоциацией строительных вузов примерной учебной программы курса "Железобетонные и каменные конструкции" для высших учебных заведений (специальности "Промышленное и гражданское строительство", "Проектирование зданий" и может быть использовано при выполнении курсовых проектов (работ) студентами других строительных специальностей). Его структура, методика изложения материала и примеры решений учитывают специфику заочного обучения, состоящую в объективной ограниченности информационного и консультативного общения с преподавателями и коллегами по обучению. Этим объяснима большая детализация подходов к принятию (выбору) альтернативных решений, ограниченность ссылок на техническую литературу и некоторая перенасыщенность пособия справочной информацией.

Предполагается, что обучающийся знаком с основными теоретическими предпосылками проектирования железобетонных конструкций и умеет пользоваться соответствующей технической и нормативной литературой. железобетонный арматура колонна фундамент

В изложении отдельных разделов использован единый алгоритм, включающий краткие методические указания, реализуемые расчетные схемы, специфику и взаимосвязь расчетных и конструктивных положений нормативных документов, а также элементы необходимого контроля правильности, достаточности и целесообразности принимаемых решений.

Обозначения, единицы измерения величин, эмпирические зависимости, приводимые в Пособии, соответствуют нормативным документам по проектированию железобетонных и каменных конструкций.



1. Общие указания по содержанию и оформлению курсового проекта

Цель работы состоит в выработке практических навыков проектирования простейших конструктивных элементов путем реализации следующей системной последовательности:

- назначение (принятие) общего компоновочного решения перекрытия;

- выбор расчетной схемы элемента;

- сбор нагрузок и определение расчетных усилий;

- подбор сечения по условиям обеспечения прочности элемента на всех расчетных стадиях (изготовления, транспортирования и монтажа и эксплуатации);

- конструирование элемента с учетом требований норм проектирования;

- проверка достаточности принятых решений на соответствие требованиям второй группы предельных состояний;

- графическое оформление результатов проектирования.

Работа выполняется на основании исходных данных, приведенных в Приложении 1, принимаемых согласно индивидуальных номеров (номер студенческого билета или зачетной книжки) и включает в себя:

- пояснительную записку объемом 25 30 стр. с кратким изложением всех расчетов и принятых решений, используемых схем, сечений и сопряжений;

- чертежи на листах любого стандартного формата, выполненные вручную или на компьютере и содержащие: план и разрезы перекрытий в монолитном и сборном вариантах, маркировку отдельных элементов, 1 2 узла сопряжения сборных элементов, рабочие чертежи монолитных плит и второстепенных балок, сборных плит, ригелей, колонн и фундаментов, простенка кирпичной кладки.

Примечание. Для студентов ускоренных форм обучений объем проекта подлежит уточнению.

На всех рабочих чертежах, выполняемых в произвольном стандартном масштабе, указывается в примечаниях: классы использованных арматуры и бетона, технологические особенности изготовления и эксплуатации, учитываемые в расчетах введением соответствующих коэффициентов условий работы, уровень предварительного натяжения (для напрягаемых элементов), расчетные схемы транспортирования, монтажа и т.п. Для ригеля сборного перекрытия или второстепенной балки приводятся полная выборка необходимой арматуры.

При выполнении проекта необходимо руководствоваться требованиями СНиП и СП [1, 2], рекомендациями пособий по проектированию бетонных и железобетонных конструкций [3, 5, 6], учебников [8], справочных изданий типа [9], методическими разработками [10], а также требованиями стандартов ГОСТ 2. 305-98*ЕСКД "Изображения, виды, размеры, сечения", ГОСТ 2. 105-79* ЕСКД "Общие требования к текстовым документам" и другими нормативными, проектными и методическими материалами.

При желании студентов проект может быть выполнен с использованием программного комплекса АОС ЖБК [10], установленного в компьютерном зале кафедры строительных конструкций.



2. Монолитное ребристое перекрытие

2.1 Исходные предпосылки и методические указания

Требуется запроектировать плиту и второстепенную балку монолитного ребристого балочного перекрытия при исходных данных в которых указаны:

- район строительства;

- размеры температурно-деформационного блока здания;

- полезная нагрузка на перекрытие;

- общее конструктивное решение (несущие наружные стены и внутренний каркас).

Выполнение проекта следует начинать с изучения разделов учебников [8, 9, 10], посвященных компоновке, расчету и конструированию монолитных перекрытий. Вы должны усвоить, что общее компоновочное решение перекрытия (шаг колонн, направление главных и шаг второстепенных балок) обуславливается соображениями экономического, архитектурного, технологического и конструктивного характера. Отсутствие в задании технологической и градостроительной информации сужает область компоновочного решения к анализу конструктивных и экономических аспектов к возможности учета следующих рекомендаций:

- направление главных балок принимается перпендикулярно продольным разбивочным осям, что обеспечивает большую жесткость здания в поперечном направлении;

- пролеты главных балок (шаг колонн в поперечном направлении) принимаются по возможности одинаковыми (отличие не более 20 %) и равными 6 ч 8 м;

Примечание: равенство пролетов позволяет использование таблиц при статическом расчете балок.

- пролеты второстепенных балок (шаг колонн в продольном направлении) целесообразно принимать одинаковыми (отличие менее 20 %) и равными 5 ч 7 м;

- шаг второстепенных балок (1,6 ч 2,7 м) устанавливается исходя из условий обеспечения продольной жесткости здания (вдоль всех продольных осей в створе колонн необходимо устройство второстепенных балок) и минимально возможной толщины плиты перекрытия; при этом более равномерная загрузка главных балок достигается при опирании на них второстепенных балок в третях пролета.

Пример компоновки конструкций перекрытия представлен на рис. 2.1.

1 - главные балки; 2 - второстепенные балки; 3 - условная полоса шириной 1 м для расчета плиты

Рисунок 2.1 - Конструктивная схема монолитного ребристого перекрытия

Назначение размеров основных конструктивных элементов перекрытия производится из условия минимизации расхода материалов и с учетом следующих рекомендаций:

а) толщина плиты принимается в зависимости от заданой временной нагрузки и шага второстепенных балок (таблица 2.1)

Таблица 2.1. Рекомендуемые минимальные толщины h_pl балочных плит перекрытий, мм

v, кН/м2	Шаг второстепенных балок (м)	Примечание
	2,0	2,4	2,8	3,2	3,6
2,5	50 ч 60	50 ч 60	60 ч 70	70 ч 80	80 ч 90	· плита проектируется как балочная (lp : lf ? 2,0); · промежуточные значения определяются интерполяцией
3,5	50 ч 60	50 ч 60	60 ч 70	70 ч 80	80 ч 90
4,5	50 ч 60	60 ч 70	70 ч 80	70 ч 80	80 ч 90
6,0	50 ч 60	60 ч 70	70 ч 80	80 ч 90	90 ч 100
8,0	60 ч 70	60 ч 70	70 ч 80	80 ч 90	90 ч 100
10,0	60 ч 70	70 ч 80	80 ч 90	90 ч 100	90 ч 100

б) поперечное сечение балок принимается тавровым с высотой полки h_f = h_pl, общей высотой ориентировочно равной:

для второстепенных балок - ;

для главных балок - .

Ширина ребра b_pb = (0,4 ч 0,5) h_pb; b_mb = (0,3 ч 0,5) h_mb.

(Индекс “pb” - для второстепенных балок, а “mb” - для главных балок).

При этом полученные величины округляют до ближайших значений кратных 50 мм, которые не должны быть меньше величин, указанных в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Минимальные значения размеров поперечного сечения балок ребристых перекрытий, (мм)

Полная нагрузка (g + v), кН/м	Расчетный пролет, м	Примечание
	5,0	6,0	7,0	8,0
10	200 Ч 350	200 Ч 400	200 Ч 450	200 Ч 500	· нагрузка от собственной массы элементов перекрытия определяется по ориентировочным размерам; · погонная нагрузка равна нагрузке на 1 м2 умноженной на шаг балок
14	200 Ч 400	200 Ч 450	200 Ч 500	200 Ч 550
18	200 Ч 400	200 Ч 450	250 Ч 500	250 Ч 550
20	200 Ч 450	200 Ч 450	250 Ч 500	250 Ч 550
24	200 Ч 450	250 Ч 500	250 Ч 550	250 Ч 600
28	250 Ч 450	250 Ч 500	250 Ч 550	250 Ч 600
32	250 Ч 500	250 Ч 550	250 Ч 600	300 Ч 600
36	250 Ч 500	250 Ч 550	250 Ч 600	300 Ч 600

Поперечное сечение главных балок принимают, как правило, больше поперечных размеров второстепенных: по ширине - не менее 5 см; по высоте - 10 ч 15 см.

2.2 Расчет и конструирование балочной плиты

Расчетная схема

В балочных плитах, характеризуемых отношением l₂ : l₁ ? 2, пренебрегают (в виду малости) изгибом в продольном направлении. Поэтому расчетная схема плиты принимается в виде многопролетной неразрезной балки прямоугольного сечения размером b Ч h = 100 см Ч h_f с пролетами вдоль короткой стороны плиты и полной нагрузкой численно равной нагрузке на 1 м² плиты. При этом все промежуточные пролеты плиты принимаются равными расстоянию в свету между гранями второстепенных балок, а крайние - расстоянию между осью площадки опирания на стену и гранью первой второстепенной балки. Определение расчетных усилий

Расчет плиты (при равных или отличающихся не более чем на 20 % пролетах) производят с учетом перераспределения усилий по упрощенной схеме, принимая значения моментов

- в крайних пролетах и на первых промежуточных опорах



- средних пролетах и на средних опорах

( - расчетные пролеты плиты по схеме рис. 2.2 а)

Расчет плиты на поперечные силы не производится, если удовлетворяется условие Q ? 0,5 R_bt bh₀

В балочных плитах, окаймленных по контуру балками, при соотношениях учитывается распор, путем снижения на 20 % моментов в средних пролетах и на средних опорах.

Подбор арматуры

Армирование балочных плит осуществляется рулонными сетками по двум схемам:

- непрерывное армирование сетками с продольной рабочей арматурой диаметром до 5 мм включительно (рис. 2.2 г);

- раздельное армирование с поперечной рабочей арматурой (рис. 2.2 д).

С целью максимальной унификации арматурных элементов подбор сеток производится на два следующих значения моментов:

сетка С - 1 - на момент ,

сетка С - 2 - на момент

Расчет требуемой площади арматуры ведется для плиты полосой равной 100 см, т. е. расчетным является прямоугольное сечение размером b Ч h = 100 Ч h_f. Для каждого значения момента (М₁, М₂) расчет ведется в следующей последовательности

; (мм)

Примечание: необходимо строго соблюдать соответствующие размерности всех используемых параметров (М - Нмм; R_b - МПа (Н/мм²); b, h - в мм, получаемое значение A_s - мм²)

Для полученного значения б_m находим о. Сравниваем о и о_R, где о_R - граничная высота сжатой зоны.

Если о ? о_R, то ; при о о_R следует увеличить размеры сечения или повысить класс бетона.

По сортаменту (Прил. 4) принимаем необходимую сетку с площадью сечения рабочей арматуры не менее требуемой по расчету и больше минимально допустимого значения (м > м_min = 0,1 %).

Размещение арматуры показано на рис. 2.2 г, д.

2.3 Пример расчета плиты

Необходимо определить арматуру монолитной балочной плиты для перекрытия, компоновка которого приведена на рисунке 2.1, при следующих нагрузках:

- временная (полезная, по заданию) - 6 кН/м²;

- пол асфальтобетонный толщиной 20 мм;

- звуко, - гидроизоляция из шлакобетона толщиной 50 мм.

Для определения расчетных пролетов плиты и второстепенных балок, а также нагрузок от их собственной массы производят предварительное назначение основных геометрических размеров сечений перекрытия:

- толщина плиты (см. табл. 2.1) - 70 мм;

- сечение второстепенных балок (см. также табл. 2.2)

мм

b_pb = (0,3 ч 0,5) h_pb = 0,5 400 = 200 мм

- Рисунок 2.2 - К расчету балочной плиты сечение главных балок (см. также табл. 2.2)

мм

b_mb = (0,4 ч 0,5) h_mb = 0,5 600 = 300 мм

- заделка плиты в стену принимается не менее высоты ее сечения и в кирпичных стенах кратной размеру кирпича (а = 120 мм).

Вычисление расчетных пролетов плиты

l_{0f, 1} = l_{f 1} - 0,5 b_pb - 250 + 0,5a = 2200 - 0,5 · 200 - 250 + 0,5 ·120 = 1910 мм

l_{0f, 2} = l_{0f, 3} = … = l_{f 2} - b_pb = 2400 - 200 = 2200 мм;

Расчетный пролет плиты в перпендикулярном направлении

l_{0f, 2} = l_р - b_pb = 6000 - 300 = 5700 мм

Проверяем соотношение расчетных пролетов плиты

5700 : 2200 = 2,59 > 2, т.е. плита рассчитывается как балочная.

Примечание: для упрощения расчетов и возможности использования табличных значений целесообразно принимать пролеты плит и балок равными или отличающимися друг от друга не более 20 %.

Нагрузки на плиту перекрытия

Согласно рис. 2.2 расчетная схема плиты представляется многопролетной балкой шириной b = 100 см. Определение усилий в расчетных сечениях

Момент от расчетных значений нагрузок

а) в крайних пролетах и на первых промежуточных опорах

кНм

б) в средних пролетах и на средних промежуточных опорах

кНм

Уточнение высоты сечения плиты

Целесообразно (по экономическим критериям), чтобы относительная высота сжатой зоны плиты о находилась в диапазоне значений 0,1 ч 0,2. Принимаем: бетон класса В15, тяжелый, естественного твердения, арматура класса В500 (Вр-I), о = 0,15. По СП [2] для принятых материалов находим нормируемые характеристики сопротивляемости и условий работы

R_b = 8,5 МПа; R_bt = 0,75 МПа; Е_b = 23000 МПа; г_b1 = 0,9

R_s = 415 МПа; R_sw = 300 МПа; Е_s = 2,0 · 10⁵ МПа;

о_R = 0,652 (см. Приложение 2) Для о = 0,15 находим б_m = о (1 - 0,5 о) = 0,139. Тогда рабочая высота плиты

мм

h_pl = h_0f + a = 56,9 + 15 = 71,9 мм



Окончательно принимаем h_pl = 7,0 см; h_{0 f} = 5,5 см.

Примечание:

1) при большом (> 10 %) отличии полученного и принятого ранее значений h_pl требуется пересчитать величины нагрузок на перекрытие и значения расчетных моментов.

2) Обращаем Ваше внимание на необходимость строгого соблюдения размерности всех входящих в расчетные формулы параметров.

Определение площади рабочей арматуры

Требуемая площадь рабочей арматуры определяется для расчетного прямоугольного сечения плиты с размерами h_pl Ч b = 7 Ч 100 см. При этом площадь сечения стержней сетки непрерывного армирования С - 1 определяется для М = М₁ = 3,14 кНм, а сетки С - 2 дополнительного армирования крайних пролетов и над первыми промежуточными второстепенными балками на величину М₁ - М₂ = 3,44 - 3,14 = 0,3 кНм

Для б_m = 0,013 находим < о_R = 0,502

мм²

Принимаем сетку по сортаменту (Прил. 4). Итак, С - 2 принята как С № 31 (A_s=48,2 мм²).

Определяем сетку С - 1



Этому значению б_m соответствуют о = 0,146 < о_R = 0,642

мм².

Принимаем сетку С-1-с площадью продольной арматуры А_s = 171,9 мм² (Прил. 4). L - длина сетки, мм; С₁ и 20 - длина свободных концов продольных и поперечных стержней сетки.

Расположение сеток в плите производиться по схеме, представленной на рис. 2.2 г.

2.4 Расчет и конструирование второстепенной балки

Расчетная схема

Второстепенные балки монолитных ребристых перекрытий рассчитываются как многопролетные неразрезные с расчетными пролетами:

- крайними (l₀₁) равными расстоянию между осью площадки опирания балки на стену и гранью первой главной балки; l₀₁ = l_рb - 0,5 b_mb - a + 0,5B

- средними (l₀) равными расстоянию между гранями главных балок: l₀ = l_рb - b_mb;

Нагрузка на балку принимается равномерно-распределенной и состоящей из собственной массы g_pb и нагрузки от плиты перекрытия, учитываемой с грузовой площади, равной произведению пролета балки на шаг второстепенных балок В = l_f



q_pb = g_f B + g_pb + vB

Определение расчетных усилий

По аналогии с расчетом монолитных балочных плит, определение усилий в расчетных сечениях второстепенных балок (опоры и середины пролетов) ведется по равнопролетной схеме (в предположении, что пролеты балки одинаковы или отличаются менее чем на 20 %). При этом значения моментов равны:

- в крайних пролетах

- в средних пролетах и над средними опорами

- над вторыми от края опорами

При расчете балки в пролетах (положительный момент) принимают расчетное сечение таврового профиля с полкой (плитой!) в сжатой зоне.

Армирование балок производится в виде сварных каркасов с одно - или двухрядным размещением рабочей арматуры классов А300 (А-II), А400 (A-III) (если тип арматуры не указан в индивидуальном задании).

Последовательность расчета рабочей и поперечной арматуры подробно изложена в нормативной [3], учебной [8, 10] литературе и в ниже приведенном примере.



2.5 Пример расчета второстепенной балки

Исходные данные: необходимо произвести расчет и конструирование второстепенной балки для перекрытия, представленного на рис. 2.1, при действии нагрузок, указанных в табл. 2.3.

Определяем расчетные пролеты балки

l₀ = 6000 - 300 = 5700 мм

l₀₁ = 6000 - 0,5 · 300 - 120 + 0,5 · 250 = 5855 мм

Вычисляем расчетную нагрузку на 1 м.п. второстепенной балки:

· постоянная нагрузка от собственного веса плиты и пола (см. табл. 2.3)

g_f B = 3,19 · 2,4 = 7,66 кН/м.

· постоянная нагрузка от собственного веса ребра балки

g_pr = (h_pb - h_pl) b_pb г г_f = (0,4 - 0,07) · 0,2 · 25 · 1,1 = 1,82 кН/м

·

· суммарная постоянная нагрузка на балку

g_pb = 7,66 + 1,82 = 9,48 кН/м;

· погонная временная нагрузка

v_pb = vB = 6 · 2,4 = 14,4 кН/м

· полная погонная нагрузка на балку

q_pb = (9,48 + 14,4) · 0,95 = 22,7 кН/м

(0,95 - коэффициент надежности по уровню ответственности [4]).

Определяем значения изгибающих моментов и перерезывающих сил в расчетных сечениях второстепенной балки:

кНм

кНм

кНм

Q_A = 22,7 · 5,855 · 0,4 = 53,6 кН;

Q^Л_В = 22,7 · 5,855 · 0,6 = 79,8 кН;

Q^ПР_В = 22,7 · 5,7 · 0,5 = 64,8 кН;

Уточняем размеры поперечного сечения балки, принимая _m = 0,289.

мм

h_pb = h₀ + a = 355 + 35 = 390 < 400 мм,

т.е. предварительно принятое значение высоты и ширины сечения балки является достаточным и окончательным.

При этом h₀ = h - a = 400 - 35 = 365 мм.

Методические указания

1 Принятое значение б_m = 0,289 соответствует о = 0,35 - граничному значению относительной высоты сжатой зоны сечений элементов, рассчитываемых с учетом перераспределения усилий;

2 Если уточненное значение h_pb отличается от принятого ранее более чем на 10 %, то дальнейший расчет ведется с учетом уточненных размеров сечения.

- уточняем ширину свесов, вводимых в расчет для пролетных сечений (см. п. 6.2.12 [2]), имея в виду наличие поперечных ребер (главные балки), установленных с шагом равным расчетному пролету второстепенных балок l₀ = 5700 мм.

0,1; мм

2400 мм

(2400 мм - расстояние между осями второстепенных балок)

Принимаем

- для пролетных сечений - b'_f = 2100 мм; h₀ = 365 мм; h'_f = 70 мм;

- для опорных сечений - b h₀ = 200 365 мм.

Расчет площади сечений рабочей арматуры (если класс арматуры не указан в задании, то расчет ведется для арматуры класса А400 (А-III), R_s = 355 МПа, характеристики прочности бетона и граничной высоты сжатой зоны аналогичны принятым для плиты. Определяем рабочую арматуру для пролетных (тавровых) сечений при расчетных значениях М₁ = 70,8 кНм и М₂ = 46,1 кНм. Проверяем условие, определяющее принципиальное (в полке или ребре) положение нейтральной оси в расчетном сечении при действии вышеупомянутых усилий.

Максимальный момент, воспринимаемый при полностью сжатой полке расчетного сечения (х = h'_f), равен

Нмм = 371,1 кНм

Так как, М_f М₁ (и тем более М₂), то фактически нейтральная ось во всех пролетных сечениях находится в пределах полки и расчет производится как для прямоугольных сечений с размерами b h₀ = b'_f h₀ = 2100 365 мм.

При этом: в первом пролете

_{m R} = 0,390

мм²;

- 

- во всех средних пролетах

_R = 0,390

мм²;

- для промежуточных опор (с обеих сторон) М_С = М_В = 55,6 кН, а расчетное сечение - прямоугольное b h₀ = b'_pb h₀ = 200 365 мм.

_R = 0,390

Для _m = 0,27

мм²

Усилие, воспринимаемое сеткой над опорами В (С) R_sA_sВ = 355 506,2 = 179,7 кН.

Методические замечания к расчету

1. Если при определении несущей способности по сжатой полке окажется, что М_f < М, то это значит, что определение площади рабочей арматуры следует выполнять как для таврового сечения по формулам 3.33 - 3.34 [3].

2. Если при сравнении _m и _R окажется, что _{m R}, то это значит, что требуется сжатая арматура.

3. В качестве растянутой рабочей арматуры балок над опорами используются сетки с поперечной рабочей арматурой, размещаемые на приопорных участках пролета второстепенных балок.

Назначение количества и диаметра стержней рабочей арматуры

Исходными данными для принятия решений по данному вопросу являются:

а) расчетные значения требуемой площади для каждого расчетного сечения;

б) требования СП [2] по предельному армированию железобетонных элементов (п.8.3.4), относящиеся к минимально допустимому армированию сечения, минимальному (предпочтительному) диаметру стержней, расстоянию между стержнями, их числу в сечении и др.;

в) армирование надопорных зон осуществляется 2-мя сетками, площадь сечения поперечной арматуры которых составляет 50 % требуемой, например, (А_sB), смещаемые друг относительно друга на расстояние в каждую сторону, т.е. требуемая ширина сетки составит м;

г) если это целесообразно, обеспечение возможности обрыва части продольной рабочей арматуры в пролете при условии обязательного сохранения симметричности армирования до и после обрыва;

д) возможность размещения продольной арматуры в один (максимум два) ряда по высоте сечения балки.

Для полученных значений А_si по сортаменту (Прил. 5) подбираем требуемое количество стержней

А_s1 = 554,7 мм² - принимаем 2 20 А400 (А_s1 = 628 мм²)

А_s2 = 359,4 мм² - принимаем 2 16 А400 (А_s2 = 402 мм²)

А_sВ = 506,2 мм² - принимаем 2 сетки № 54 (Прил.4)

(2A_s = 670,6 мм²); В = 3,56 м.

Таким образом, в сечениях балки будет размещено по два каркаса, (это следует учитывать при расчете наклонных сечений!), что удовлетворяет требованиям норм и упомянутым выше рекомендациям, а над опорами - по две взаимно сдвинутых сетки.

Расчет поперечной арматуры

Методические рекомендации и исходные данные

· расчет ведется для наиболее опасного наклонного сечения на действие максимальной поперечной силы ;

· в качестве поперечной арматуры принимаются стержни из проволоки B500 (Вр-I) (R_sw = 300 МПа) или класса A240 (А-I) (R_sw = 170 МПа);

· диаметр поперечной арматуры d_sw принимается по условиям свариваемости для максимального диаметра продольной рабочей арматуры; (принимаем d_sw = 5 мм, число каркасов - 2; площадь сечения поперечной арматуры А_sw = 2 · 19,6 = 39,2 мм²); Е_s = 2,0 · 10⁵ МПа;

· шаг поперечных стержней в первом приближении должен соответствовать требованиям пп. 8.3.11 [2]. s_w = 150 мм ? 0,5 h₀ и не более 300 мм;

· поперечная арматура может ставиться по конструктивным требованиям и для обеспечения прочности по наклонным сечениям.

Выполняем предварительные проверочные расчеты

· Условие обеспечения прочности по наклонной полосе между двумя наклонными трещинами (п. 6.2.33 [2])

кН,



где .

Q > = 79,8 кН (и следовательно, это условие выполняется для всех приопорных участков).

Примечание: если вышеупомянутое условие не выполняется, то необходимо усиление сечения: увеличение размеров, повышение класса бетона.

· проверяем необходимость постановки поперечной арматуры из условия обеспечения прочности по наклонному сечению

,

кН < 79,8 кН

Так как Q_b,min < , то требуется расчет прочности арматуры по условию обеспечения прочности сечения на действие поперечных сил.

· Принимаем по требованиям конструирования шаг и диаметр поперечной арматуры слева от опоры В (d_sw = 5 мм, s_w = 150 мм, А_sw = 2 Ш 5) = 39,2 мм^2. Усилие в поперечной арматуре на единицу длины элемента

кН/м (или Н/мм)

Проверяем условие учета поперечной арматуры

кН/м

и, следовательно, коррекции значения q_sw не требуется.

Значение M_b определяем по формуле



H мм

Определяем длину проекции невыгоднейшего наклонного сечения с.

кН/м (Н/мм).

Поскольку,

мм,

значение с принимаем равным 1305 мм > 2 h₀ = 730 мм. Тогда, с₀ =2 h₀ = 730 мм и Q_sw = 0,75 • 78,4 • 730 = 42924 H = 42,9 кН;

Н = 20,68 кН.

кН

Проверяем условие (6.66) [2]

кН > Q = 59,1 кН

т.е. прочность наклонных сечений обеспечена.

Примечания: Если Q > , необходимо либо уменьшить шаг хомутов, либо увеличить их диаметр. При значительном различии вышеупомянутых усилий требуется изменить сечение или класс бетона. В обоих случаях перерасчет ведется в указанной последовательности до тех пор, пока не будет выполняться неравенство



В заключении необходимо проверить условие, исключающее появление наклонной трещины между хомутами

мм > s_w = 150 мм

Условие выполняется.

Рисунок 2.2 - Конструирование второстепенной балки



3. Сборные железобетонные конструкции

3.1 Вводные замечания

Цель проекта - развитие практических навыков расчета и конструирования сборных железобетонных элементов с учетом специфики их изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации.

Технологически это достигается путем:

- осознанного эскизного (без выполнения необходимых экономических расчетов) выбора компоновочного решения перекрытия, основанного на теоретических представлениях о технической целесообразности (условиях предпочтительности) применяемого решения, в частности, направления и величины пролетов ригелей, типов и размеров плит перекрытий, обеспечения жесткости и статической неизменяемости и др.;

- выбора расчетных схем, наиболее адекватных реальной работе основных элементов каркаса здания для всех расчетных стадий (изготовления, транспортирования, эксплуатации);

- выполнения упрощенных статических и конструктивных расчетов, позволяющих определить величину действующих усилий (M, Q, N), подобрать сечения элементов и необходимую площадь рабочей арматуры;

- конструктивного обеспечения использованных предпосылок (подбор и размещение стержней, компоновка арматурных сеток и каркасов, проектирование сопряжений отдельных элементов и т.п.) в соответствии с нормативными требованиями [1-7].

Материалами обязательной отчетности по разделу являются:

- пояснительная записка, содержащая информацию о расчетах и принятых конструктивных решениях, выполненная вручную или компьютерным набором;

- графическая часть проекта, содержащая:

· план и разрез здания в произвольном (но стандартном) масштабе;

· рабочие чертежи сборной железобетонной плиты перекрытия;

· рабочие чертежи сборного ригеля, колонны и фундамента под колонну.

3.2 Методические рекомендации по выбору компоновочного решения перекрытия

Рассматривается вариант многоэтажного производственного здания с неполным каркасом, конструктивная схема которого включает несущие ограждающие стены на сборных ленточных фундаментах, железобетонные колонны (с поэтажной разрезкой), защемленные в отдельно-стоящих фундаментах, сборные балочные перекрытия (ригели и балочные плиты).

Принципиальным вопросом компоновочного решения здания является выбор направления ригелей в перекрытиях здания, который в общем случае обусловлен соображениями экономического, архитектурного, конструктивного и технологического характера (см. [8, 9] и др.). Так как в задании отсутствуют данные о назначении здания, то изначально (без экономического обоснования) следует принять поперечное расположение ригеля, как обеспечивающее большую жесткость здания. При этом, пролеты ригеля целесообразно назначить равновеликими (отличие не более 20 %) с размерами кратными 100 мм, в диапазоне значений 5 ч 8 м.

Шаг поперечных рам (пролет плит перекрытий) принимается равным 6,0 м.

Тип панелей перекрытия рекомендуется принимать в зависимости от величины полезных нагрузок:

- пустотные с овальными (круглыми) пустотами - при временных нагрузках v < 5 кН/м²;

- ребристые с ребрами вниз - при временных нагрузках v 5 кН/м².

Ширина панелей В назначается с учетом:

- минимального количества типоразмеров плит;

- размещения плит - распорок (рис. 3.1) вдоль всех промежуточных осей (это обеспечивает жесткость продольных рам здания);

- ее кратности модулю 100 мм;

- минимального значения В 40 мм (при меньших значениях размеров участка перекрытия предполагается устройство монолитного фрагмента перекрытия).

Конструктивная ширина панелей принимается меньше номинальной на 10 мм по низу и 30 м по верху (по условию устройства необходимых зазоров между плитами.)

Высота сечения предварительно напрягаемых плит может назначаться по аналогии с типовыми решениями или по условиям жесткости:

- - для ребристых (ребра вниз) плит;

- - для пустотных плит (при любых очертаниях пустот).

При этом расчетная длина плит перекрытия

,

где b - ширина площадки опирания плиты на ригель, принимаемая для предварительных расчетов 200 ч 250 мм.

Номинальные размеры сечения ригеля могут предварительно назначаться по условиям жесткости:

с округлением кратным 50 мм.

с округлением кратным 10 мм.



4. расчет ребристой плиты перекрытия

4.1 Задание на проектирование

Требуется рассчитать и законструировать ребристую панель перекрытия производственного здания при следующих исходных данных:

- общая конструктивная схема здания

- номинальные размеры плиты в плане 1,5 6,0 м

- постоянная нормативная нагрузка от пола g_f = 0,8 кН/м²

- временная нормативная нагрузка на перекрытие v = 10 кН/м²,

в том числе длительно-действующая v_l = 8,0 кН/м²

- бетон тяжелый класс В30

- арматура: напрягаемая класса A800 (А-V)

ненапрягаемая класса A400 (А-III)

сеток B500 (Вр-I)

- коэффициент надежности по назначению _n = 0,95

Плита предварительно напряжена, способ натяжения - механический; твердение бетона происходит при тепловой обработке, опирание плиты по верхнему поясу ригеля прямоугольного сечения.

Дополнительные исходные данные, вытекающие из задания на проектирование граничная высота сжатой зоны бетона (бетон В30, _b1 = 0,9 арматура класса А800 (А-V)

МПа

МПа;

- предварительно принимаемые номинальные и конструктивные размеры плиты.

Рисунок 4.1 - К расчету ребристой плиты

Напоминаем читателю, что суть расчета плиты при указанных выше предпосылках сводится к определению

- рабочей арматуры, устанавливаемой в продольных ребрах плиты (индекс"1");

- рабочей арматуры, устанавливаемой в полке (сетка С-1, С-2);

- поперечной арматуры (хомутов), устанавливаемой в каркасах продольных ребер (А_sw, индекс "2")

Расчет продольной и поперечной арматуры в ребрах плиты не производится (для упрощения!) и их армирование производится исходя из общих конструктивных требований (см. раздел 8 [2]).

4.2 Расчет рабочей арматуры продольных ребер

· Расчетная схема - однопролетная, свободно опертая балка с расчетным пролетом l₀ = l_f - 0,5b_rib и равномерно распределенной нагрузкой:

q = (g + v)В и q_n = (g_n + v_n )В.

Согласно компоновочному решению В = 1,5 м; l_pl = 6,0 м; l_rib = 6,0 м; см; b_rib = 25 см, тогда

l₀ = 600 - 0,5 · 25 = 587,5 см = 5,87 м.

Распределенная расчетная и нормативная нагрузка (табл. 4.2)

q = 15,8 · 1,5 = 23,7 кН/м

q_n = 13,4 · 1,5 = 20,1 кН/м

q_n,l = 11,4 · 1,5 = 17,1 кН/м

· Определение величин действующих усилий с учетом коэффициента ответственности _n = 0,95:

- от расчетных нагрузок

кНм

кН

- 

- от нормативных нагрузок

кНм

кНм

· Проверим соответствие расчетного таврового сечения требованиям п. 6.2.12 [2]

Рисунок 4.2 - Конструктивное и расчетное сечения

h₀ = h - a = 350 - 40 = 310 мм (а = 30 ч 50 мм)

> 0,1, т.е. можно учитывать в расчетах всю ширину плиты: мм (а_з = 20 - половина ширины зазора между плитами)

Примечание: при невыполнении условия ширина назначается в соответствии с указаниями п. 6.2.12 [2].

· Проверяем принципиальное (в "полке" или "ребре") положение нейтральной оси в расчетном сечении при действии расчетного значения изгибающего момента М = 97,1 кНм

Несущая способность полностью сжатой (х = h'_f) полки сечения



Нмм = 318,3кНм > М = 97,1 кНм

То есть, расчет прочности продольных ребер панели сводится к расчету прямоугольного сечения = 1460 310 мм.

Примечание: при М_f < М нейтральная ось фактически проходит в ребре и сечение рассчитывается как тавровое в соответствии с п. 6.2.15 [2].

· Вычисляем требуемую площадь рабочей арматуры

< б_R = 0,36

Методические указания: здесь и в дальнейшем следует особо соблюдать размерности используемых параметров в системе "СИ".

Для полученного значения _m находим:

Находим коэффициент условий работы, учитывающий возможность использование напрягаемой арматуры выше условного предела текучести (см. [6])

,

где = 1,15 (для арматуры класса А-800).

При этом должно соблюдаться условие _s6 , и поэтому для дальнейших расчетов принимаем _s6 = 1,15

Требуемая площадь арматуры

мм²

По сортаменту принимаем 2 16 А 800 (А_sp = 402 мм²).

4.3 Расчет рабочей арматуры полки плиты

· Расчетная схема - однопролетная балка с расчетным пролетом l_0f равным расстоянию в свету между продольными ребрами в предположении её жесткого защемления.

Расчетный пролет l_0f = 1460 - 2 · 80 - 40 = 1260 мм.

Рисунок 4.3 - Расчетная схема полки плиты на местный изгиб

Рассматривается полоса полки плиты шириной 1 м, а поэтому нагрузка на 1 м² тождественна по величине погонной нагрузке.



кН/м (g_f - по таблице 4.2)

Примечание: принятая расчетная схема полки является упрощенной, так как при заданном конструктивном решении (шаг поперечных ребер 1800 ч 2100) полка плиты имеет соотношение сторон меньше 2-х и поэтому должна рассчитываться как опертая по контуру (подробнее см. например [8]).

· Определение расчетного значения изгибающего момента полки ведется с учетом возможности образования пластических шарниров (полка работает по статически неопределимой схеме!) и перераспределения усилий. При этом

кНм

Расчетное сечение полки при принятых предпосылках (рассматривается полоса шириной 1,0 м!) является прямоугольным с размерами b_f h = 100 h'_f = 100 5 см; полезная высота сечения полки h_0f = 50 -15 = 35 мм.

· Рабочая арматура сеток С-1, С-2 - проволока 4 ч 5 мм и класса В500 (R_s = 415 МПа). Необходимая площадь арматуры при

, равна

мм²

Принимаем сетку с поперечной рабочей арматурой, шаг стержней s = 100 мм (10 5 В500, А_s = 196 мм²).

Примечание: фактическая ширина сеток С-1, С-2 определяется при конструировании плиты.

4.2 Проверка прочности ребристой плиты по сечениям, наклонным к ее продольной оси

Исходные предпосылки (методические замечания)

- расчет ведется на максимальное значение перерезывающей силы, действующей на опорных площадках плиты Q_max = 66,1 кН (см. п. 4.2. настоящей работы) для расчетного сечения.

- армирование продольных ребер (кроме продольной напрягаемой арматуры) производится плоскими сварными каркасами (К-1 на рис. 4.1) с продольной монтажной арматурой 2 10 А240 и поперечной (хомутами) В500, шаг и диаметр которых предварительно принимаем равными: d_w = 5 мм, число каркасов - 2, шаг s_w h / 2 = 150 мм;

- число каркасов в ребрах плит должно соответствовать требованиям п. 8.3.1, а диаметр и шаг поперечных стержней - требованиям п. 8.3.10 [2];

- погонное сопротивление хомутов составляет

Н/мм

- принятое сечение плиты (в обязательном порядке!) должно соответствовать требованию

? Q_max,

где

Н = 227,7 кН > Q_max = 66,1 кН

Проверяем прочность наклонного сечения при предварительно назначенных параметрах (d_w, s_w) поперечного армирования. Момент воспринимаемый бетоном в наклонном сечении, определяем по формуле

,

где

кН

кН

Нмм

Определяем длину проекции наклонного сечения

мм,

где q - принимается равной погонной расчетной нагрузке q = 22,51 кН/м (см. п. 3.32 Пособие к СП [3]).

Принимаем с = 1,232 м, > 2h₀ = 0,620 мм, а следовательно с₀ = 2h₀ = 0,620 мм и Q_sw = 0,75 • 78,6 • 620 = 36549 H = 36,5 кН;

Н = 27,76 кН.

кН



Проверяем условие 6.66 [2]

кН > Q = 38,37 кН,

т.е. прочность наклонных сечений обеспечена.

Проверяем условие соответствия принятого шага хомутов (s_w = 150 мм) максимально допустимому значению

мм > s_w = 150 мм

Условие выполняется, и прочность элемента по наклонному сечению обеспечивается.

4.4 Расчет плиты по трещиностойкости

Исходные расчетные предпосылки и методические рекомендации

Расчет по трещиностойкости зависит от категории предъявляемых требований. Учитывая имеющиеся в задании данные (класс напрягаемой арматуры, эксплуатация в закрытом помещении с обычной промышленной атмосферой) рассчитываемая плита должна удовлетворять требованиям 3-й категории по трещиностойкости. То есть, в ней допускается ограниченное раскрытие трещин: непродолжительное - мм и продолжительное - мм.

Расчеты по II группе предельных состояний (трещиностойкости и жесткости) выполняются по II стадии напряженно-деформированного состояния на усилия, возникающие от действия нормативных нагрузок (_f = 1).

В качестве расчетных параметров сопротивляемости бетона растяжению принимается R_bt,ser а расчет ведется для приведенного сечения, геометрические характеристики которого приведены ниже.

Определение геометрических характеристик приведенного сечения

- приведенная площадь сечения

см² ( = Е_s / E_b = 6,55);

- статический момент площади приведенного сечения относительно нижней грани ребра

см³;

- расстояние от центра тяжести площади приведенного сечения до нижней грани ребра

см

h - y₀ = 35,0 - 25,0 = 10,0 см;

- момент инерции приведенного сечения относительно его центра тяжести

см⁴;

- 

- приведенный момент сопротивления относительно нижней грани

см³;

- пластический момент сопротивления

см³

( - 1,75 для таврового сечения с полкой в сжатой зоне).

Предварительные напряжения в арматуре и определение их потерь

Величина начальных (предварительных) напряжений в напрягаемой арматуре _sp регламентирована выполнением неравенств (п. 1.15 [6])

; ,

где р - допустимое отклонение, величина которого зависит от способа натяжения.

Для принятого в примере механического натяжения арматуры

р = 0,05 _sp

и поэтому принимаем МПа.

Коэффициент точности натяжения арматуры

(см. требования п. 1.18 [6])

Значение (для механического способа натяжения)

; - в зависимости от характера влияния предварительного напряжения на рассматриваемый вид предельного состояния ("+" - при неблагоприятном; "-" - при благоприятном)

Примечание: при определении потерь предварительного натяжения .

Определение первичных (_loss,1) потерь предварительного напряжения

· потери от релаксации

МПа;

· потери от разности температур бетона и упорных устройств ₂ = 0 (форма с упорами прогревается одновременно с арматурой);

· потери от деформаций анкеров (в виде опрессованных шайб)

МПа

· потери от трения об огибающие приспособления ₄ = 0, т.к. отгиб напрягаемой арматуры не производится.

· потери от деформации стальных форм ₅ = 30 МПа, т.к. данные об их конструкции отсутствуют.

· потери от быстронатекающей ползучести ₆ вычисляют в следующей последовательности: определяем усилие обжатия Р₁ с учетом всех вышеупомянутых потерь

Н 226 кН

Точка приложения усилия Р₁ находится в центре тяжести сечения напрягаемой арматуры и поэтому



мм.

Напряжение на уровне растянутой арматуры (y = e_0p = 211 мм) с учетом собственной массы плиты

;

кНм

(g_pl = 2,86 по табл. 4.2 - нагрузка от собственной массы плиты)

МПа

Замечания: 1) Обратите внимание на размерность всех использованных параметров.

2) максимальные напряжения (без учета собственной массы плиты!) равны МПа.

Назначаем передаточную прочность бетона R_bp с учетом требований п. 2.3 [6]

R_bp = 15,5 МПа (R_bp больше 50 % принятого класса бетона В30).

Определяем расчетный уровень обжатия бетона усилием напрягаемой арматуры

< 0,8

Тогда, потери от быстронатекающей ползучести с учетом условий твердения (пропаривания) равны



МПа.

Проверяем допустимый (табл. 4 п. 6 [6]) уровень максимального обжатия бетона при отпуске арматуры с упоров

< 0,95,

т.е. условие удовлетворяется.

Суммарная величина первичных потерь

МПа

Определение вторичных потерь (_loss,2)

· потери от усадки бетона (табл. 4 [6]) ₈ = 35 МПа (для бетона класса В30, подвергнутого тепловой обработке)

· потери от ползучести ₉ зависят от уровня длительного обжатия , определяемого по аналогии с расчетом потерь ₆ (от быстронатекающей ползучести) при действии усилия

кН

МПа

Так как < 0,75, то



МПа

( = 0,85 табл. 4 [6] для бетона, подвергнутого тепловой обработке)

МПа

МПа > 100 МПа

(100 МПа - минимальное значение потерь предварительного натяжения).

Расчет на образование трещин

Усилие обжатия бетона с учетом суммарных потерь составляет

Н = 187 кН

При этом в стадии эксплуатации максимальное напряжение в сжатой зоне сечения равно

МПа

см³,

где М_n - расчетное значение момента при расчете по II группе предельных состояний (см. начало п. 4.2).

Показатель (формула 135 [7]) будет равен



Так как для значения этого показателя установлены ограничения [7] () для дальнейших расчетов принимаем = 1, а, следовательно, расстояние от центра тяжести сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от нижней грани (мы проверяем ее трещиностойкость!) будет равно

мм

( - см. п. 4.5 настоящего пособия).

Определяем момент трещинообразования в нижней зоне плиты

Нмм = 66,1 кНм

Так как М_crc = 66,1 кНм < М_n = 86,7 кНм, то трещины в растянутой зоне образуются и необходим расчет по их раскрытию.

Расчет раскрытия трещин нормальных к продольной оси элемента

Определяем приращение напряжений в арматуре и ширину раскрытия трещин от непродолжительного действия полной нормативной (М_n) и постоянной и длительной нагрузок (М_l)

(е_sp = 0, т.к. усилие Р приложено в центре тяжести напрягаемой арматуры). мм (плечо внутренней пары сил - см. расчет продольной напрягаемой арматуры) (п. 4.2 настоящего пособия)



МПа

МПа

мм

( = 1,0 - для арматуры периодического профиля; = 1,0 - для изгибаемых элементов; _l = 1,0 - для непродолжительного действия нагрузок

)

мм;

- определяем ширину раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок

мм,

где ( = 1,0; = 1,0; );

- проверяем выполнение условий трещиностойкости по непродолжительному () и продолжительному () раскрытию трещин



мм <

мм < мм

т.е. требования 3^й категории трещиностойкости соблюдены.

Примечание: возможен расчет трещиностойкости по СП к проектированию предварительно напрягаемых элементов.

4.5 Расчет прогибов

Точный расчет прогибов плиты должен выполняться в соответствии с требованиями п. 4.27 [7] и состоит в определении прогибов от непродолжительного и продолжительного действия нормативных (_f = 1,0) нагрузок, а также учета выгиба плиты при ее предварительном обжатии. С целью упрощения и, учитывая тождественность процедур, связанных с вычислением кривизн плиты при различных видах расчетного загружения, в проекте предусматривается расчет только основного компонента, а именно - прогиба от продолжительного действия постоянной и длительной нагрузок.

Определяем промежуточные параметры, входящие в зависимость, предусматриваемую нормами проектирования [7].

M = M_l = 73,8 кНм N_tot = P = 187 кН

мм

< 1,

где ядровый момент кНм

По табл. 36 [7] находим значение коэффициента _ls , учитывающего влияние продолжительности воздействия.

Для бетона класса В30 и арматуры класса А800 (АV) _ls = 0,8. При этом должно выполняться условие, чтобы относительный эксцентриситет внешнего воздействия

; <

Поэтому для дальнейших расчетов принимаем

Вычисляем коэффициент неравномерности напряжений в арматуре в сечении с трещиной и в сечении без трещины (формула 167 [7])

< 1

Для определения относительной высоты сжатой зоны и плеча внутренней пары сил в стадии II напряженно-деформированного состояния производим вычисления

,

где _f - учитывает влияние свесов таврового сечения, определяется по формуле



(вторым слагаемым для упрощения расчетов можно пренебречь в виду его малости для рассматриваемого случая).

Относительная высота сжатой зоны равна

,

где коэффициент = 1,8 (для тяжелого бетона п. 4.28 [7])

Плечо внутренней пары сил в стадии II НДС равно

мм

По табл. 35 [7] принимаем значение коэффициента упругости н = 0,15, а значение коэффициента неравномерности напряжений в сжатом бетоне ш_b = 0,9 (п. 4.27 [7]).

Вычисляем кривизну плиты при продолжительном действии постоянной и длительных нагрузок

мм^-1

Вычисляем прогиб от продолжительного действия нагрузки

мм < мм,

где коэффициент, учитывающий равномерно распределенный характер внешнего воздействия по длине плиты.

Примечание: в приведенном примере не учтено положительное влияние выгиба плиты от усилия обжатия, что в полной мере компенсирует прогиб от непродолжительного действия нагрузки.

4.6 Проверка прочности плиты в стадии изготовления, транспортирования и монтажа

Суть расчета состоит в проверке достаточности верхней арматуры плиты (арматуры полки и ребер) для восприятия усилий, возникающих при ее изготовлении и подъеме.

Исходные предпосылки расчета

- напряжения в арматуре в момент обжатия равны

МПа;

- прочность бетона в момент обжатия (завершающий этап стадии изготовления!) равна 50 % проектной, а следовательно, его параметры сопротивляемости соответствуют бетону класса В15 и равны (табл. 12, 13, 16 [6])

МПа; МПа; МПа

- коэффициент условий работы бетона (учитывает кратковременный характер обжатия при отпуске напряжений с упоров (табл. 14 [6]) и следовательно

МПа; МПа;

- коэффициент динамичности для нагрузки от собственной массы панели, возникающей при ее подъеме К_d = 1,6 (см. п. 1.9 [6])

- предполагается, что подъем панели, производится за петли, расположенные на расстоянии 1000 мм от ее торцов рис. 4.1, 4.4)

Рисунок 4.4 - Расчетная схема при действии монтажных нагрузок



Плита рассчитывается как внецентренно сжатый элемент, находящийся под действием усилий от собственной массы (М_g) и предварительного обжатия P_tot, рассматриваемого как внешнее усилие.

Определение расчетных усилий

кНм,

где g_pl - принимают по данным табл.4.2.

Н = 243 кН.

Граничная высота сжатой зоны (для стадии изготовления!)

,

где МПа - для арматуры класса В500, которая устанавливается в полке плиты и является рабочей растянутой арматурой при изготовлении и подъеме плиты

Расчет площади сечения требуемой арматуры

Расчет ведется как для прямоугольного сечения (верхняя полка при изготовлении и монтаже находится в растянутой зоне!) размером b Ч h'₀ = 160 Ч 335, (h'₀ = h - а' = 350 - 15 = 335 мм)

,



где е - эксцентриситет приложения равнодействующей усилий в сжатой (при изготовлении и монтаже!) зоне плиты

мм

Для полученного значения находим

> и тогда требуемое значение площади верхней арматуры плиты

мм²

Фактически принятое сечение арматуры полки плиты состоит из площади арматуры сетки С-1 (С-2) с А_s = 196 мм² / на 1 м. (см. п. 4.3) и 2 Ш10 A240 с площадью 157 мм². То есть, суммарная площадь верхней арматуры существенно больше требуемой площади А'_s , а значит прочность плиты в стадии изготовления и монтажа обеспечивается.

...