3 Вибір основних конструкцій та їх орієнтованих розмірів

Конструктивна схема будівлі прийнята з повним залізобетонним каркасом у збірному варіанті. Всі конструкції заводського виготовлення. Напрямок ригелів прийнято поперечним. Ригелі спираються на консолі колон і мають жорстке з’єднання. Панелі перекриття спираються на полиці ригелів. Ригелі разом з колонами утворюють рами.

Конструктивні елементи збірного балочного перекриття вибираються по номенклатурі на збірні залізобетонні елементи. Розміри елементів призначаємо орієнтовано у відповідності з номенклатурою конструктивних вимог і в подальшому їх перевіряємо підрахунком.

3.1 Підбір колон

Колони приймаємо квадратними в перерізі, одноярусними, довжиною на один поверх. Розміри поперечного перерізу колон приймаємо з вимог жорсткості і конструктивних вимог. Мінімальний переріз колон b_мін х h_мін = 250 мм х 250 мм. Враховуючи конструктивні вимоги жорсткості та особисті міркування переріз колони b x h = 350 мм x 350 мм.

Для зручності технології виробництво монтажних робіт колони піднімаються над плитами перекриття на 80 мм.

Визначення довжини колон:

А - першого поверху.

H_к.1пов = H_пов + (H_ф – 0,25 м) + 0,8 м = 5,2 + (3,65 – 0,25) + 0,8 = 9,4 м

Б – проміжних поверхів.

H_{к.пр.пов} = H_пов = 5,2 м

В – верхнього поверху.

H_к.в.пов = H_пов – 0,8 м = 5,2 – 0,8 = 4,4 м, де :

H_пов – висота поверху в м.

Hф – голубина закладання фундаменту

0,8 – відстань від перекриття до оголовка колони

Рис.1 Колони одноярусні багатоповерхової промислової будівлі: а – першого поверху; б – проміжних поверхів; в – верхнього поверху

3.2 Підбір ригелів

Ригелі приймаємо Т – образного перерізу з нижніми полицями. Поперечні перерізи ригеля визначаємо з умови жорсткості.

Висота ригеля:

h_p = (1/10 ÷ 1/15) L₂ =(1/10 ÷ 1/15) 710 = (71 ÷ 48 ) см

З врахуванням кратності висоту ригеля беремо h_p = 60 см.

Ширина ригеля:

b_p = (0,25 ÷ 0,5) h_p = (0,25 ÷ 0,5) 70 = (17,5 ÷ 35) см

ширину ригеля беремо b_p = 25 см.

а) з однією полицею; б) з двома полицями;

Рис.2 Поперечний переріз ригелів.

Визначення довжини крайніх та середніх ригелів.

Рис.3 Схема спирання ригелів

Довжина крайніх ригелів

L_р.кр = L₂ – 1,5h_к – 2a₃ = 7200 – 1,5 * 350 – 2 * 50 = 6,575 м

Довжина середніх ригелів

L_р.ср = L₂ – h_к – 2a₃ = 7200 – 350 – 2 * 50 = 6,75 м

3.3 Підбір плит перекриття

Плити перекриття та покриття приймаємо ребристими з поперечними ребрами жорсткості.

Поперечний переріз плит беремо типових розмірів висота плити 300 мм.

Конструктивний зазор між плитами 15 мм.

По вісям крайніх та середніх рядів укладаються зв’язкові плити з вирізкою для зручності монтажу.

Рис.4 Міжколонні зв’язкові плити: а – для середніх рядів; б – для крайніх рядів

Визначення довжини плит.

Довжина плит крайніх прольотів:

L_п.кр = L₁ – 1.5 b_р’ – 2a₃ = 7100 – 1.5 * 250 – 2 * 50 = 6625 мм

Довжина плит середніх прольотів

L_п.ср = L₁ – b_р’ – 2a₃ = 7100 – 250 – 2 * 50 = 6750 мм

Рис. 5 Схема спирання плит на ригелі.

Визначення ширини і кількості плит в поперченому перерізі будівлі .

Міжколонні зв’язкові плити приймаємо шириною В = 1200 мм.

Рядові плити – шириною В = 1200 мм, добірні В = 600 мм.

Рис. 6 Поперечний переріз будівлі.

3.4 Склад підлоги:

Рис.7 Конструкція підлоги.

1. Паркет t=15мм (р=2,3т/м3);

2. Гаряча мастика t=5мм (p=0,8т/м3)

3. Асфальтобетон t=30мм (р=2,1т/м3)

4. Пінобетонні плити t=50мм (р=0,55т/м3)

5. Обмазка бітумом 30 Н/м2

6. Ребриста плита t=400мм (р=2,5т/м3)

3.5 Покрівля на покритті

Рис.8 Конструкція покрівлі

1. гравій на бітумній мастиці t=15мм (р=1,9т/м³)

2. три шари руберойду 100 Н/м²

3. асфальтобетонна стяжка t=30мм (р=2,0т/м³)

4. утеплювач t=260мм (р=0,64т/м³)

5. пароізоляція

6. Плита покриття t=400мм (р=2,5т/м³)

3.6 Підбір фундаментів

Фундаменті під колони прийняті ступінчатими стаканного типу, симетричними відносно вісі колони. По способу виготовлення монолітні.

Відстань від нульової позначки 0,15 м.

Всі конструкції працюють в середовищі з нормальною вологістю.

3.7 Підбір елементів сходової клітини

Елементи сходової клітини, сходові марші і сходові площадки беремо ребристої конструкції заводського виготовлення.

В межах одного поверху проектуємо два марші.

Рис.9 План і розріз сходової клітини.

4 Маркеровочний план

5. Маркеровочний розріз

6 Розрахунок і конструкція сходової площадки

6.1 Вихідні данні. Опалубне креслення

Сходова площадка прийнята ребристої конструкції по серії 1.252.1 – 4. Площадка виготовляється в заводських умовах з важкого бетону В30. Робоча арматура ребер зі сталі класу А-I. Поперечна арматура класу А-I і сітка полиці із дроту класу Вр – I.

Постійне нормативне навантаження від маршів – 3600 Па. Тимчасове нормативне навантаження на марші і площадку 4300 Па. Коефіцієнт надійності з навантаження Ɣ_f = 1,45.

По ступені відповідальності будівля II класу. Коефіцієнт надійності з призначення конструкції Ɣ_n = 0,95.

Рис. 10 Опалубне креслення сходової клітини.

6.2 Розрахункові характеристики матеріалів

6.2.1 Бетон важкий класу В 30

Розрахунковий опір бетону стиску Rb = 17,0 МПа = 1,7 кн/см²

Розрахунковий опір бетону розтягу Rbt = 1,20 МПа = 0,12 кн/см²

Коефіцієнт умов роботи бетону Ɣ_b2 = 0,9

Початковий модуль пружності Е_в = 32500 МПа = 3 250 кн/см²

6.2.3 Арматура класу А-I

Розрахунковий опір розтягу поздовжньої арматури R_s = 225 МПа = 22,5 кн/см²

Модуль пружності арматури Е_в = 210 000 МПа = 21 000 кн/см²

6.2.4 Ненапружена арматура класу А-I

Розрахунковий опір розтягу поздовжньої арматури R_s = 225 МПа = 22,5 кн/см²

Модуль пружності арматури Е_в = 210 000 МПа = 21 000 кн/см²

6.2.4 Дротова холодно тягнута арматура класу Вр – I

Діаметр 5 мм

Розрахунковий опір розтягу поздовжньої арматури R_s = 360 МПа = 36 кн/см²

Розрахунковий опір розтягу поперечної арматури R_sw = 260 МПа = 26 кн/см²

Модуль пружності арматури Е_в = 17 000 МПа = 1 700 кн/см²

6.3 Розрахунок полиці

Полиця площадки спирається по периметру на контурні ребра. Відношення сторін полиці L₁/L₂ = 2,84/1,25 = 2,27 > 2. При відношенні сторін більше 2, полицю розглядають як балочну з прольотом у короткому напрямку L₀ = L₂ = 1,25 м.

Полиця площадки з’єднана з ребрами жорстко. Проте, враховуючи можливість розвороту ребер, затиснення полиці не значне і з деякими наближеннями її можна розглядати, як вільно сперту.

Збір навантажень на 1м² полиці у таблицю 1.

Вид навантаження	Підрахунок t * p * gзт * Ɣn	Нормативне кн/см2	Коефіцієнт Ɣf	Розрахункове кн/см2
Постійне
Власна маса полиці з мозаїчним шаром t = 80 мм (p = 2,5 т/м3)	0,08*2,5*9,81*0,95	1,864	1,1	2,05
Тимчасове	4*0,95	3,8	1,45	5,51
Разом		5,66		7,56

Рис. 11 Розрахункова схема полиці.

Згинальний момент від повного розрахункового навантаження

Беремо а = 1,5 см

Робоча висота перерізу полиці

h₀ = h – a = 6 – 1,5 = 4,5 см

Похідний коефіцієнт

Визначаємо характеристики бетону

𝜔 = - 0,008 * = 0,85 – 0,008 * 1,7 * 0,9 = 0,8378, де = 0,85 для важкого бетону: в МПа

Граничне напруження в арматурі стиснутої зони бетону:

G_scn= 500 МПа

Визначаємо граничну відносну висоту стиснутої зони бетону

Максимальне значення коефіцієнта

α_R = ξ_R (1 – 0,5 * ξ_R) = 0,757(1 – 0,5 * 0,757) = 0,47

Перевіряємо умову α_m = 0,047 < α_R = 0,47

Умова виконується, достатньо одиночного армування.

В залежності від α_m = 0,047, знаходимо ξ = 0,976

Потрібна площа перерізу робочої арматури полиці

Площа робочої арматури по мінімальному відсотку армування μ_min = 0,002

As = μ_min * b * h₀ = =0,002 *100 * 4,5 = 0,9 см²

Приймаємо сітку

Стержні Ф 5 мм у сітки розташовувати уздовж короткого прольоту.