Проектирование конструкции перекрытия каркасного здания.

1. Общие данные для проектирования.

Пятиэтажное каркасное здание имеет размеры в плане 23,2х60м и сетку колонн 6х5,8. Высота этажей 4,8 м. Стеновые панели навесные из легкого бетона, в торцах здания замоноличиваются совместно с торцевыми рамами, образуя вертикальные связевые диафрагмы. Нормативное значение временной нагрузки v=8200 Н/м², коэффициент надёжности по нагрузке , коэффициент надёжности по назначению здания . Снеговая нагрузка по III району. Класс по условию эксплуатации ХD3.

2. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия.

Ригели поперечных рам четырехпролетные, на опорах жёстко соединённые со средними колоннами и стенами. Плиты перекрытий – ребристые. Ребристые плиты принимаются с номинальной шириной, равной 2435 мм.

В продольном направлении жёсткость здания обеспечивается распорными плитами. В поперечном направлении жёсткость здания обеспечивается по рамно-связевой системе: ветровая нагрузка через перекрытия, работающие как горизонтальные жёсткие диски, передаются на торцевые стены, выполняющие функции вертикальных связевых диафрагм.

3 Расчет и конструирование ребристой плиты перекрытия

3.1 Общие данные

Для изготовления сборной плиты перекрытия принимаем бетон класса С (согласно ТКП EN 1992-1-1-2009 , прил. Е, табл. Е.1N для класса условий эксплуатации ХD3).

Характеристики бетона: f_ck =35МПа, f_ctm=3,2MПa, f_cd=f_ck/ =35/1,5=23,33МПа (где - коэффициент безопасности по бетону, принят равным 1,5 согласно табл.2.1N ТКП EN 1992-1-1-2009).

Для армирования плиты используем:

продольную арматуру – из стали класса S500, f_yd = 435 МПа, f_yk=500МПа, поперечную арматуру – из стали класса S240, f_yk=240 МПа, f_ywd=240/1,15*0,8=167 МПа, армирование сварными сетками и каркасами; сварные сетки в верхней и нижней полках панели – из проволоки класса Вр-1

f_yd =435 мПа

Минимальный защитный слой бетона (согласно п. 4.4.1.2 ТКП EN 1992-1-1-2009):

c_min = max { мм},

где c_min,b - минимальная толщина из условия сцепления ( п. 4.4.1.2 (3) ТКП EN 1992-1-1-2009), в нашем случае принимается не менее диаметра арматуры. Предварительно принимаем диаметр рабочей арматуры 20 мм;

c_min,dur - минимальная толщина из условий защиты от влияния окружающей среды, (согласно таблице 4.4N для класса конструкции S4 принимаем c_min,dur=45мм);

c_dur, - дополнительный элемент надежности (п. 4.4.1.2 (6) ТКП EN, принимаем равным нулю);

c_dur,st -  уменьшение минимальной толщины при использовании нержавеющей стали, (п. 4.4.1.2 (7) ТКП EN, принимаем равным нулю);

c_dur,add - уменьшение минимальной толщины при использовании дополнительной защиты (п. 4.4.1.2(8) ТКП EN, принимаем равным нулю).

Принимаем c_min=c_{min, dur}=45мм.

Номинальная толщина защитного слоя составляет

c_nom = c_min+Δc_dev = 45+10 =55мм,

где Δc_dev=10мм – допустимое отклонение (п. 4.4.1.3(1) ТКП EN).

l_eff1 = l_ном – 0,1м=6000-100=5900мм

Найдем высоту сечения:

Принимаем h₁ = 450мм.

В расчёте поперечное сечение ребристой панели приводим к эквивалентному тавровому сечению.

Рис.1

Приведённая площадь тавра равна:

S_tavra = 0,307м²

Приведённая толщина панели равна площади полученного тавра делённой на ширину панели:

h_red = S_tavra /2,390 = 0,307 /2,375 = 0,129 м