6. Расчет монолитного железобетонного перекрытия с балочными плитами.

Для расчета принимаем следующие данные:

• длина здания, м – 65,2

• ширина здания, м – 18,9

• количество главных пролетов – 3

• количество второстепенных пролетов – 11

• количество плит – 3

• пролет второстепенной балки, м –5,93

• пролет главной балки, м – 6,3

• пролет плиты, м – 2,1

• бетон

- арматура класс S400

6.1 Расчет и конструирование монолитной железобетонной плиты

Назначаем предварительно следующие значения геометрических размеров элементов перекрытия:

• высота и ширина поперечного сечения второстепенных балок:

; принимаем h=50см, .

• высота и ширина поперечного сечения главных балок:

; принимаем h = 50см, .

• высота плиты 9 см при максимальном расстоянии между осями второстепенных балок – 178 см.

Высота плиты определяется по максимальному изгибающему моменту, исходя из оптимального для плит значения относительной высоты сжатой зоны: х/ h_о = 0,1…0,2

Необходимо, чтобы для плиты удовлетворялись условия: V_max  2,5f_cdtbd,

где V_max – максимальная поперечная сила у грани опоры; V  _b4f_cdtbd²/c

где V – поперечная сила в конце наклонного сечения;

_b4 = 1,5 для тяжелого бетона;

с – длина проекции наклонного сечения, начинающегося от опоры и принимаемого не более с_max = 2,5h_o.

6.1.1 Определение расчетных пролетов и нагрузок

За расчетные пролеты плиты в коротком направлении принимаются:

- крайние – расстояние от оси опоры на стене до грани ребра второстепенной балки:

l_o1 = l – b/2 – c + a/2 = 210 – 20/2 – 20 + 12/2 = 186 см;

- средние – расстояние в свету между второстепенными балками:

l_o2 = l – b = 210 – 20 = 190 см.

В длинном направлении l_o2 = l – b = 593 – 25 = 568 см.

Монолитные балочные плиты (в нашем случае отношение пролетов 568/186 = 3,05  >2) при расчете рассматриваются как неразрезные балки шириной 100см, опертые на второстепенные балки. При ширине полосы 1м нагрузка, приходящаяся на 1м² плиты, равна по величине нагрузке на 1м погонной полосы. Подсчет нагрузки дан в таблице 4.

Таблица 5 Нагрузки на 1м² монолитного перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная от собственного веса плиты(=0,09м, =25 кН/м3); от слоя цементно-песчаного раствора (=0,03м, =18 кН/м3); от мозаики, δ=0,013м, =2400кг/м3	2,25 0,54 0,48	1,15 1,35 1,35	2,5875 0,729 0,648
Итого	3,27		g = 3,9645
Временная полезная (по зданию)	5,2	1,5	v = 7,8
Всего	8,47		11,7645

С учетом коэффициента надежности по назначению здания расчетная нагрузка на 1м плиты: q = (g + v)_n = 11,7645×0,95= 11,18 кН/м.

6.1.2 Определение расчетных усилий

Определим изгибающие моменты с учетом перераспределения усилий:

• в первом пролете (только при непрерывном армировании) и на первой промежуточной опоре:

M₁ = M_B = ql_o1²/11 = 11,18×1,86²/11 = 3,52кНм;

• в средних пролетах и средних опорах:

M₂ = M_c = M_з = ql_o2²/16 = 11,18×1,9²/16 = 2,52 кНм.

Так как для плиты отношение h/ l_o2 = 9/190 = 1/21,11  1/30, то в средних пролетах, окаймленных по всему контуру балками, изгибающие моменты уменьшаем на 20, то есть они будут равны 0,8×2,52 = 2,016кНм.

Поперечные силы: на первой промежуточной опоре слева имеет максимальное значение и равна:

V_max = 0,6ql_o1 = 0,6×11,18×1,86 = 12,48 кН.

Определим по /1/ характеристики прочности бетона с учетом заданной влажности окружающей среды.

Бетон тяжелый, естественного твердения, класса С30/37: f_cd= 30/1,5 = 20МПа;

= 1,93 МПа.

Армирование плиты может осуществляется в виде отдельных стержней или сварных сеток. Подбор продольной арматуры в каждом сечении плиты выполняется по соответствующим изгибающим моментам как для прямоугольного сечения с одиночной арматурой.