Исходные данные

Размеры здания в плане между внутренними гранями стен: L=40,2 м, В=23,0 м.

Высота этажей между отметками чистого пола h_эт=4,3 м.

Район строительства – г. Полтава

Здание промышленного типа четырехэтажное с неполным каркасом и с наружными несущими стенами.

Стены кирпичные толщиной 510 мм. Привязка разбивочных осей стен принята 120 мм.

Оконные проемы в кирпичных стенах приняты шириной 2,3м и высотой 2,1 м.

Временная нормативная нагрузка на всех междуэтажных перекрытиях v_n=1,1 т/м², в том числе кратковременная v_shⁿ=0,15 т/м².

Снеговая нагрузка на кровле v_снⁿ=1 кН/м².

Подошва фундаментов основывается на грунте с расчетным сопротивлением R=2,5 кг/м³. Отметка подошвы фундаментов – 1,5 м.

I. Проектирование монолитного железобетонного перекрытия

1.1. Разбивка балочной клетки

При рекомендуемой величине пролётов второстепенных и главных балок от 5,0 до 7,0 м в зависимости от интенсивности временной нагрузке. На заданной длине здания в свету L=40,2м и ширине В=23,0м. С учётом рекомендаций о целесообразности уменьшения крайних пролётов до 10% в сравнении со средними получим (рис.1)

L=40,2м=0,9, , откуда .

Принимая с округлением средние пролёты второстепенных балок получим величину крайних пролётов:

При рекомендуемом шаге второстепенных балок от 1,8 до 2,5м, с учетом рекомендаций о целесообразности уменьшения до 20% крайних пролётов плиты в сравнении со средними получим

Принимая с округлением средние пролёты плиты =1,94м, получим величину крайних пролётов:

1.2. Расчет плиты перекрытия

Принимаем толщину плиты =80мм. Для определения расчётных пролётов плиты задаёмся приближенно размерами поперечного сечения второстепенных балок: h=l:12=6900:12=575мм; b=h:3=575:3=192мм и принимаем h=600мм, b=250мм.

З

а расчетные пролёты плиты принимаем: в средних пролётах – расстояние в свету между гранями второстепенных балок, а в крайних – расстояние от граней второстепенных балок до середины площадок оперения плиты на стену.

При ширине второстепенных балок b=250мм и глубине заделки плиты в стену в рабочем направлении =120мм, получим

Расчетные пролеты плиты в длинном направлении при ширине главных балок (ориентировочно) 300 мм и на глубине заделки плиты в стену в нерабочем направлении а₃=60 мм (четверть кирпича).

При соотношении длинной и короткой сторон 6180/1690=3,66 плиту, опёртую по контуру, рассчитываем только в одном «коротком» направлении.

Расчётная нагрузка на условную полосу плиты шириной 1000мм:

а) постоянная:

вес пола из цементного раствора с затиркой при толщине слоя 2,0см и плотности 1700кг/м

1700*0,02*1,0*1,3*10 =0,44

вес плиты толщиной 80мм при плотности 2500кг/м

2500*0,08*1,0*1,1*10 =2,2

полная постоянная нагрузка:

g=0,44+2,2=2,64

б) временная при

v=11*1,0*1,2=13,2

З

десь 1,3; 1,1 и 1,2 – коэффициенты надёжности по нагрузке.

Полная расчётная нагрузка

g+v=2,64+13,2=15,84 кН/м.

Величины расчетных изгибаемых моментов неразрезной балочной плите с равными или отличающимися не более чем на 20% пролётами определяется с учетом перераспределения усилий по формулам:

в крайних пролетах

=4,07кНм;

в средних пролётах и над средними опорами (см.рис.2, 3)

М М кНм;

над второй от конца опорой при армировании плоскими сетками (раздельное армирование)

М -4,11кНм

Определение толщины плиты. Для монолитного железобетонного перекрытия принимаем бетон проектного класса по прочности на сжатие B12,5. с учётом возможности эксплуатации конструкции в неблагоприятных условиях при относительной влажности окружающей среды менее 75% расчетные сопротивления определяются с коэффициентом условной работы ; МПа; МПа; =0,9*0,66=0,6МПа.

Арматуру в плите перекрытия принимаем для двух вариантов армирования:

- арматурой класса Вр1 с расчетным сопротивлением =360МПа при армировании рулонными сварными сетками (непрерывное армирование), =170000МПа.

- арматурой класса АIII с расчетным сопротивлением =355МПа при армировании плоскими сетками (раздельное армирование), =200000МПа.

Необходимую толщину плиты перекрытия определяем при среднем оптимальном коэффициенте армирования =0,006 по максимальному моменту М =4,11 кНм и ширине плиты =1000мм.

Расчетная высота сечения плиты при относительной ее высоте =0,006 =0,32< - для арматуры класса Вр1; =0,006 =0,316< - для арматуры класса АIII, где

= ;

= - для арматуры класса Вр1,

= - для арматуры класса АIII.

При А = и М =4,11кНм, имеем

А =0,32(1-0,5*0,32)=0,269 для арматуры класса Вр1;

А =0,316(1-0,5*0,316)=0,266 для арматуры класса АIII;

47,8мм.

Полная высота сечения плиты при диаметре арматуры d=10мм и толщине защитного слоя 10 мм h 62,8мм, где а=10+5=15мм. Принимаем толщину плиты =70мм и расчетную высоту сечения -а=70-15=55мм.

При расчете продольной арматуры в плите перекрытия на средних участках необходимое количество рабочей арматуры разрешается уменьшить до 20%:

М_ср= - М_с=±0,8*2,83=±0,8*2,83=±2,26 кНм.