3. Проектування конструктивних елементів монолітного балкового прекриття

Для монолітного варіанту перекриття у курсовому проекті потрібно розробити конструкції двох елементів - плити та другорядної балки.

Розрахунок зазначених конструкцій рекомендується виконувати лише за першою групою граничних станів.

3.1.Розрахунок та конструювання монолітної плити балкового типу

Згідно з завданням, у курсовому проекті потрібно розробити два варіанти армування монолітної плити: окремими стержнями та зваровими сітками.

Монолітна плита перекриття поділена системою балок на окремі прямокутні комірки, кожна з котрих є обпертою по контуру. При співвідношенні сторін цих комірок плиту розраховують в напрямку короткого прольоту S (такі плити називають плитами балкового типу). В напрямку довгого прольоту L_др.б розрахунок армування не виконують, а застосовують так зване конструктивне армування.

Монолітну плиту ребристого залізобетонного перекриття при розрахунку слід розглядати як смугу шириною b=1м, яка умовно вирізана з плити у напрямку її короткого прольоту S (тобто у напрямку, що перпендикулярний другорядним балкам). Розрахункова схема такої смуги плити має вигляд нерозрізної балки, проміжними опорами якої є другорядні балки перекриття (рис. 3.2).

Послідовність розрахунку плити монолітного перекриття (наведена далі у пп. ад):

а) визначити розрахункові прольоти l_оі багатопрогонової нерозрізної плити. Значення розрахункового прольоту l_о1 у крайньому прольоті дорівнює відстані від рівнодіючої опорної реакції плити на стіні до грані першої другорядної балки; відповідно у середніх прольотах – відстані у просвіті між другорядними балками l_о2.

Тобто l_о1 = s^’ – 0,5b_др.б + c/3; l_о2 = s – b_др.б ;

тут s^’ крайній прогін плити за планом перекриття;

s середній прогін плити за планом перекриття;

с  площинка спирання плити на стіну будівлі; приймати с  90мм.

Статична розрахункова схема плити наведена на рис. 3.1;

б) зробити розрахунок навантажень для плити на 1пог.м.

Розрахунок починають з визначення навантажень на 1м² перекриття. Для цього потрібно призначити склад перекриття з урахуванням завдання (тобто його шарів).

Розрахунок навантажень зручно виконувати у вигляді таблиці, яка наведена нижче.

Таблиця 3.1

Розрахунок навантаження на 1м² плити монолітного перекриття

Найменування навантаження	Нормативне зна­чення, кН/м2	Коеф. Надій­но­­сті за нава­н­та­женням	Розрахункове значення, кН./м2
Постійне навантаження: а) вага підлоги – h11 б) стяжка цементна – h22 в) підготовка зі шлаку – h33 г) вага монолітної плити – hf’4 Разом постійна	… … … …	1.1 1.2 1.3 1.1	… … … g3 g
Тимчасове (корисне) наванта­ження:	pn	1.2	p
Разом повне навантаження	-	-	q1 = g + p

Примітки до табл. 2.1. hii  ввідповідно, товщина і-го шару та густина матеріалу у складі перекриття. Для підлоги з приймати : з бетону 1 = 22 кН/м3 ; з асфальтобетону 1 = 16 кН/м3. Для стяжки з цементу 2 = 20 кН/м3. Для шлаку 3 = (13  15) кН/м3. pn  нормативне значення корисного навантаження на перекриття за завданням.

Розрахункове навантаження, яке припадає на 1пог. м плити, підраховується як:

q = q₁B, кН/пог.м , де В = 1м;

в) розрахувати згинальні моменти у прольотах та на опорах за схемою рис. 3.1:

де: q – рівномірне розподільне повне навантаження для плити, кН/пог.м;

- розрахункові прольоти плити;

г) призначити клас бетону та клас арматури з урахуванням вимог Норм 1.

Клас бетону приймати не нижче за В15, а при великих тимчасових навантаженнях приймати бетон класу до В25. Для прийнятого бетону за таблицями Норм виписати розрахункові опори при стисканні та розтяганні. При цьому слід урахувати коефіцієнт умов роботи бетону _b2= 0.9 , тобто виписані з Норм значення R_b та R_bt треба помножити на коеф. _b2 та результат перемноження приймати надалі в усіх розрахункових формулах за розрахункові опори R_b та R_bt.

Рис. 3.1. До розрахунку монолітної плити перекриття балкового типу.

При армуванні окремими стержнями приймати стержньову арматуру класу А-І, або А-ІІ; при армуванні зваровими сітками приймати дротяну арматуру класу Вр-І.

Розрахункову міцність для прийнятої сталі R_s прийняти відповідно до вимог Норм [1, табл. 22, 23];

д) зробити розрахунок потрібної площі арматури у розрахункових перерізах за моментами М₁ М₃. Послідовність розрахунку площі арматури А_s за кожним з моментів наведена у табл. 3.2.

Таблиця 3.2.

Розрахунок поздовжньої арматури у плиті монолітного перекриття

№ з/п	Алгоритм	Пояснення, довідки
1	2	3
11		Призначення робочої висоти перерізу. Величина as для плити дорівнює as=(11.5)см.
22		Коеф. Во характеризує напруженість перерізу. b = 1м – ширина розрахункової смуги плити.
23	За значенням В0 з таблиць прий­няти відповідне значення відносного плеча внутрішньої пари зусиль .	Означенні таблиці наведенні у підручниках, напри­к­лад [2, табл. ІІІ.1].
34	Потрібна площа арматури:	Розрахунок потрібної площі поздовжньої армату­ри за умови міцності на дію моменту.
55	За сортаментом підібрати стержньову арматуру або сітку (при армуванні сітками).	Таблиці для призначення сіток наведені у [3, табл. 4.16; 4.17]
66	Перевірити відсоток армування плити :	Оптимальні значення коефіцієнта армування для плит становить Якщо одержане значення не є оптимальним, треба змінити товщину плити hf або матеріали (клас бетону та арматури) та повторити розрахунок спочатку.

Після розрахунку потрібної площі арматури для розрахункових перерізів потрібно виконати конструювання плити. При цьому треба додержуватись таких рекомендацій.

При армуванні монолітної плити окремими стержнями використовувати арматуру класу А-І діаметром 6, 8, 10... мм у кількості 5 14 шт/пог.м. При цьому кількість стержнів у суміжних прольотах обов'язково призначити однаковою, використовуючи різні діаметри їх для забезпечення потрібної площі арматури. Ця вимога пов'язана зі зручністю виконання робіт при армуванні плити перекриття.

Виходячи з наведених рекомендацій найменше армування для плити становить

5  6А-І на 1пог.м її ширини.

Щодо зручності конструювання плити, рекомендується починати підбір стержнів у перерізі з найменшим значенням потрібної площі А_s , тобто з середнього прольоту, перехо­дячи надалі до крайнього прольоту. Армування плити у опорних перерізах забезпечується шляхом використання відігнутих з суміжних до опори прольотів половини розташованих там стержнів, тому що у прольотах стержні через один не доводяться до опор, а відгинаються доверху (див. рис. 3.1).

Стосовно монтажної ( конструктивної ) арматури плити, то її треба призначити за вимогами:

 її площа повинна становити не менш за 0.1 ;

 це повинно бути не менш за 33Вр-І на 1пог.м уздовж прольоту плити.

Монтажна арматура плити розташовується у перекритті паралельно напрямку другорядних балок.

При армуванні плити сітками за сортаментом потрібно вибрати марку сітки, яка забезпечує потрібну площу арматури. При застосуванні рулонних сіток з робочою поперечною арматурою їх потрібно розкатувати паралельно другорядним балкам. При діаметрі робочої арматури  5мм можна використовувати рулонні сітки з поздовжньою робочою арматурою, які потрібно розкатувати перпендикулярно другорядним балкам.

При товщині плити h_f^’ > 100мм та діаметрі стержнів більше 7мм приймати роздільне армування прольотних та опорних перерізів плоскими сітками.