Министерство общего и профессионального образования РФ
Филиал Санкт-Петербургского государственного морского
технического университета
СЕВМАШВТУЗ
Кафедра «Промышленное и гражданское строительство верфей»
Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами
Методические указания к курсовой работе по «Железобетонным конструкциям»
Северодвинск
1998
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по специальности «Промышленное и гражданское строительство верфей» и родственным специальностям.
Методические указания содержат сведения о методах проектирования и расчетах балочных железобетонных конструкций по первой и второй группам предельных состояний. В Приложении приведена программа расчета огибающей эпюры моментов с допуском пластических деформаций для балки, нагруженной сосредоточенными силами, в среде Mathcad 6 Plus.
УДК (624:69):681.3(075.8)
Усачев Георгий Константинович
Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами
Методические указания к курсовой работе по «Железобетонным конструкциям
(по плану РИО Севмашвтуза 1997/98 уч. г.)
Ответственный редактор профессор, зав. кафедрой «Промышленное и гражданское строительство верфей» Г.М. Рижинашвили
ISBN 5-7723-0077-6 Севмашвтуз, 1997
Оглавление
1. Компоновка ребристого перекрытия 4
2. Расчет по первой группе предельных состояний 7
2.1. Плита 7
2.1.1. Расчетная схема 7
2.1.2. Расчет арматуры 10
2.2. Второстепенная балка 12
2.2.1. Расчетная схема 12
2.2.2 Расчет продольной арматуры 17
2.2.3. Расчет поперечной арматуры 19
2.3. Главная балка 31
2.3.1. Расчетная схема 31
2.3.2. Армирование главной балки 33
3. Расчет по второй группе предельных состояний 38
3.1. Определение момента трещинообразования 38
3.2. Расчет ширины раскрытия трещин 41
3.2.1. Расчет по раскрытию нормальных трещин 41
3.3.2. Расчет по раскрытию наклонных трещин 41
3.3. Определение максимального прогиба 42
Литература 46
1. Компоновка ребристого перекрытия
Монолитное ребристое перекрытие состоит из:
главных балок, опирающихся на стены и колонны,
второстепенных балок, опирающихся на стены и главные балки,
плиты, опирающейся на стены и второстепенные балки.
Рис. 1.1. Ребристое перекрытие1:
1 - несущая стена; 2 - главная балка; 3 - второстепенная балка; 4 - колонна; B - ширина здания; L - длина здания; lm - пролет главных балок; lp - пролет второстепенных балок; lpl - пролет плиты; l - шаг колонн; bm - ширина главной балки; bp- ширина второстепенной балки; bfm - ширина грузовой площади главной балки; bfp - ширина грузовой площади второстепенной балки; bf,pl - ширина грузовой площади плиты
Главные балки могут располагаться как поперек , так и вдоль здания. В первом случае увеличивается жесткость здания, а во втором - улучшается освещенность потолка и всего здания. C точки зрения несущей способности главных балок их лучше располагать по короткому шагу колонн, так как на главные балки действуют большие нагрузки, чем на второстепенные.
Второстепенные балки располагают через 1/3 или 1/4 пролета главных балок так, чтобы ось одной из них совпадала с осью колонны. Обычно пролет главных балок устанавливают в пределах 6...8 м, второстепенных - 5...7 м, плиты (шаг второстепенных балок) - 1,7...2,7 м.
Монолитные ребристые перекрытия с балочными плитами оказываются экономически выгодными при общей нормативной нагрузке 6...15 КПа. Их изготавливают обычно из тяжелого бетона классов B15...B20 а армируют - сварными каркасами из стали класса А- или А- и сварными сетками из проволоки класса Вр-.
Перед расчетом арматуры назначают размеры поперечных сечений элементов перекрытия в зависимости от их пролетов и нагрузки. Толщину плиты принимают равной 60...100 мм, высоту второстепенных балок - (1/12...1/20)lp, высоту главных балок - (1/8...1/15)lm. Ширину сечения балок принимают равной 0,4...0,5 их высоты. В первом приближении высоту элементов перекрытия можно определить по эмпирическим формулам:
толщина плиты
;
(1.1)
высота второстепенной балки
;
(1.2)
высота главной балки
м. (1.3)
Здесь в формуле (1.1):
- толщина плиты
в метрах;
- пролет плиты
в осях, в метрах;
- нормативная
временная нагрузка на перекрытие в КПа.
Толщину плиты назначают кратной 10 мм не более 100мм.
В формуле (1.2):
- высота
второстепенной балки в метрах;
- пролет
второстепенной балки в осях, в метрах;
- погонная нагрузка
на второстепенную балку
в Кн/м.
В формуле (1.3):
- высота главной балки в метрах.
Ширину сечения назначают равной:
- второстепенной балки
;
(1.4)
- главной балки
м.
(1.5)
Плита, второстепенные и главные балки работают под нагрузкой совместно. Современные методы расчета (например, метод конечных элементов) позволяют составить расчетную схему, адекватно отражающую работу перекрытия, и рассчитать внутренние усилия в сечениях с большой точностью. Однако, такой расчет может быть выполнен только на компьютере. При ручном счете составляют более простые расчетные схемы, в которых плиту, второстепенные и главные балки представляют независимыми элементами. Сопоставление результатов расчета, полученных для простых схем, с точными показывают, что они, чаще всего, удовлетворяют инженерным требованиям.
В зависимости от соотношения сторон участков плиты, ограниченных второстепенными и главными балками, различают балочные плиты и плиты, опертые по контуру. Первые можно рассчитывать по балочной теории, принимая пролет балки равным короткой стороне плиты, а вторые - только по теории пластин
Рис. 1.2. Прямоугольная плита, опертая по четырем сторонам
Прямоугольная плита называется балочной, если у нее соотношение сторон удовлетворяет неравенству:
,
(1.6)
где
- большая сторона
плиты,
- меньшая
сторона плиты.
При таком соотношении сторон граничными условиями по коротким сторонам можно пренебречь в соответствии с принципом Сен-Венана и считать, что плита опирается только по длинным сторонам. В этом случае под действием равномерно распределенной нагрузки она будет прогибаться по цилиндрической поверхности и работать в коротком направлении как балка.
В курсовом проекте нужно рассчитать перекрытие с балочными плитами, поэтому при назначении шага второстепенных балок нужно следить за соблюдением условия (1.6).