2.2.7 Проверка плиты перекрытия на нагрузки при транспортировке и монтаже

Для монтажа и транспортировки плиты в ней предусматривают четыре монтажные петли из арматуры класса А240. Закладываются петли на расстоянии 0,7 м от торцов плиты (Рисунок 2.2.7.1).

Рисунок 2.2.7.1 - Внутренние усилия в плите при транспортировке и монтаже

Арматура А500 диаметром 10 мм в верхней зоне устанавливается конструктивно, для создания каркасов. Необходимо проверить конструкцию на действие отрицательного момента, который возникает в зоне подъемных петель во время транспортировки и монтажа.

Нагрузку от собственного веса плиты при подъеме определяем по формуле:

, (2.2.7.1)

где - нагрузка от собственного веса плиты;

- ширина плиты;

- динамический коэффициент, который необходимо учитывать во время транспортировки и монтажа, ;

;

Максимальный отрицательный изгибающий момент, возникающий в зоне подъемных петель, определяется по формуле:

, (2.2.7.2)

где - расстояние до петли от края плиты, ;

,

Определим граничную высоту сжатой зоны для нашего сечения (рисунок 2.2.7.2):

, (2.2.7.3)

где - суммарная площадь арматуры в верхней зоне.

Рисунок 2.2.7.2

,

Тогда момент, который способно воспринимать бетонное сечение не разрушаясь:

; (2.2.7.4)

;

Действующий момент не превышает максимально допустимый , следовательно, оставляем без изменений верхние стержни каркасов плиты.

2.2.8 Расчет монтажных петель

В качестве арматуры петель принимаем арматуру класса А240.

При подъеме плиты стропами вся нагрузка с учетом динамичности передается только на две петли, следовательно, нагрузка на одну петлю будет определяться по формуле:

, (2.2.8.1)

где - длина плиты.

.

Тогда требуемая площадь арматуры петли:

, (2.2.8.2)

где - расчетное сопротивление арматуры А240, .

.

Принимаем в качестве арматуры монтажных петель арматуру А240 диаметром 12 мм, площадь поперечного сечения ее стержня 113,1 мм² превышает требуемую, следовательно, прочность монтажных петель обеспечена.

2.3 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПРОЛЕТНОГО НЕРАЗРЕЗНОГО РИГЕЛЯ

2.3.1 НАЗНАЧЕНИЕ РАЗМЕРОВ

Тип ригеля определяется заданием на проектирование. В нашем случае ригель принимаем прямоугольный.

Ширину и высоту ригеля принимаем по формулам:

; (2.3.1.1)

, (2.3.1.2)

где - пролет ригеля в осях, ;

;

;

Размеры округляем кратно 50 мм. Принимаем , .

2.3.2 СБОР НАГРУЗОК НА РИГЕЛЬ

На ригель действуют постоянные и временные нагрузки. Делаем ригель неразрезным для уменьшения моментов в пролетах. Для уменьшения моментов на опорах расчет ведем по предельным состояниям. Эскиз ригеля покажем на рисунке 2.3.2.1.

Рисунок 2.3.2.1 - Разрез по ригелю

Временная нагрузка на ригель будет определяться по формуле:

, (2.3.2.1)

где величина расчетной полной временной нагрузки, определенная в п.2.2.1 таблица 2.2.1.1;

,

Постоянная нагрузка на ригель складывается из нагрузки от собственного веса плиты и нагрузки от собственного веса ригеля:

; (2.3.2.2)

где – нагрузка от собственного веса плиты на ригель;

– нагрузка от собственного веса ригеля;

; (2.3.2.3)

– нагрузка от собственного веса плиты, определенная в п.2.2.1 таблица 2.2.1.1;

;

Для прямоугольного ригеля:

; (2.3.2.4)

- удельный вес железобетона, м3;

– коэффициент надежности по нагрузке, для железобетонных конструкций .

;

Все нагрузки сведем в таблицу Таблица 2.3.2.1.

Таблица 2.3.2.1 – Нагрузки на ригель

Вид нагрузки	Расчетная нагрузка, кН/м
Постоянная	-
- вес плиты	21,56
- собственный вес балки	5,78
Всего постоянная	27,34
Временная (полезная)	72,48
Итого	99,82

2.3.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЙ С ПОСТРОЕНИЕМ ЭПЮР

Ригель рассчитывается как равнопролетная многопролетная неразрезная балка, опорами которой служат колонны и стены здания.

Для определения внутренних усилий в ригеле делим каждый ее пролет на четыре равных части и определяем усилия на концах частей.

Для построения огибающей эпюры моментов и поперечных сил с учетом перераспределения моментов по методу предельного равновесия используем следующий порядок действий:

1) Определяем расчетные усилия от постоянной нагрузки, которая действует во всех пролетах одинаково, и временной нагрузки для каждого варианта загружения. Усилия определяем в расчетных сечениях, строим эпюры;

2) Определяем усилия в характерных точках и строим суммарные эпюры изгибающих моментов и поперечных сил, складывая усилия и эпюры от постоянной нагрузки с каждым вариантом временной;

3) На суммарных эпюрах определяем максимальный опорный момент, уменьшаем его на 30% и определяем максимальный выровненный момент на опоре. Он будет составлять 70% от максимального опорного момента;

4) Определяем на суммарных эпюрах опорные моменты, которые больше максимального выровненного и уменьшаем эти опорные моменты до максимально выровненного;

5) При уменьшении момента на опорах моменты в пролетах будут возрастать. Для того, чтобы определить величину этих моментов в пролетах строим добавочные эпюры только для тех пролетов, где моменты на опорах снижаем;

6) Складываем суммарные эпюры с добавочными, в результате получаем выровненные эпюры. Там, где добавочных эпюр нет, суммарные и выровненные эпюры будут одинаковые;

7) Строим огибающую эпюру моментов по точкам в расчетных сечениях (на опорах, в середине и в четвертях пролетов)

8) Огибающая эпюра поперечных сил строится по суммарным эпюрам поперечных сил. Принимаем наибольшее значение поперечной силы.

Огибающие эпюры моментов поперечных сил изобразим на рисунке 2.3.3.1.

Рисунок 2.3.3.1 – Огибающие эпюры моментов, поперечных сил

2.3.4 ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ

Характеристики материалов определяются согласно заданию на проектирование, а также в соответствии со СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции». Приведем их в таблице 2.3.4.1.

Таблица 2.3.4.1 – Характеристики материалов

Материал
Бетон	Арматура
Класс B25	Класс А500, B500, А240, А400
; ; ; .	- продольная: - поперечная: ; ; ;

2.3.5 ПРОВЕРКА РАЗМЕРОВ СЕЧЕНИЯ РИГЕЛЯ

При расчете по прочности сечений, наклонных к продольной оси элемента, необходимо в общем случае соблюдения условия

Q_max ,

где - прочность по бетонной полосе между наклонными сечениями, кН;

Q_max - максимальная поперечная сила по абсолютной величине, возникающая в балке, Q_max=426,48 кН;

, (2.3.5.1)

где b – ширина ригеля, в нашем случае b = 0,300 м;

– рабочая высота сечения второстепенной балки.

Максимальный диаметр продольной арматуры ригеля d = 40 мм. Стержни располагаем в два ряда, расстояние между стержнями принимаем 40 мм. С учетом защитного слоя мм,

, (2.3.5.2)

где – высота ригеля;

,

,

.

Соблюдение условия означает, что расчет можно продолжать с данными размерами сечения.

Поскольку расчет выполняется методом предельного равновесия, необходимо, чтобы относительная высота сжатой зоны сечения соответствовала условию:

.

Максимальный отрицательный изгибающий момент в ригеле (рисунок 2.3.5.1) можно рассчитать по формуле:

, (2.3.5.3)

где - размер поперечного сечения колонны, ;

- минимальная поперечная сила при опирании ригеля на колонну из разных вариантов суммарных эпюр,

.

Рисунок 2.3.5.1 – Момент на колонне и в ригеле

Для этого момента найдем коэффициент , по которому и определим :

; (2.3.5.4)

;

Для относительная высота сжатой зоны .

Условие выполняется, высота сжатой зоны на приопорном участке не превышает предельно допустимую.

Поскольку в пролетах изгибающие моменты больше, чем на опорах, необходимо проверить сечение на действие максимального пролетного момента . Однако, в пролете конструкция работает упруго, следовательно, граничная высота сжатой зоны будет определяться по формуле:

; (2.3.5.5)

.

Найдем коэффициент , по которому и определим :

;

.

Для относительная высота сжатой зоны .

Высота сжатой зоны в пролете не превышает предельную. Окончательно принимаем размеры поперечного сечения ригеля.