1990

(см. рис. 2.2, б), рулонные сетки раскатываются вдоль ребер жесткости. Армирование монолитных плит осуществляется сетками с рабочей арматурой классов В500 (Вр–1), А400 (А–III) и монтажной класса В500.

а)

б)

Рис. 2.2. Армирование плиты перекрытия: а – с продольным расположением

рабочих стержней; б – с поперечным расположением рабочих стержней

13

Подбор рабочей арматуры в плите производится по пролётным и опорным изгибающим моментам как для балки прямоугольного сечения с шириной b = 100 см и высотой h, равной принятой толщине

плиты tf.

Считается, что бетон воспринимает только сжимающие усилия, а растягивающие усилия воспринимаются арматурой. Поэтому в сечениях, работающих на изгиб, в расчёт вводится не вся высота сечения (в нашем случае это толщина плиты), а только так называемая полезная высота h0, равная расстоянию от центра тяжести растянутой арматуры до сжатой грани балки (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Расчетная схема площади арматуры плиты лотка

Кроме того, для защиты от коррозии арматура должна быть со всех сторон защищена бетоном, то есть в нижней части сечения ниже арматуры предусматривается защитный слой бетона. Таким образом

2

где с – толщина защитного слоя бетона, см; для плит толщиной до 100

ммвключительно с = 1 1,5 см, до 200 мм – с = 1,5 2 см.

d – диаметр стержней арматуры, предварительно принимаем d = 1 см.

Затем определяется коэффициент αо для каждого из сечений по

формуле

где М – расчётный момент в рассматриваемом сечении, кНм; в данной работе расчетными являются максимальные моменты в пролете Мmax1, Mmax2, и у опоры – минимальные Mоп1, Mоп2.

14

b – ширина сечения, м;

h0 – полезная (рабочая) высота сечения, м;

Rb – призменная прочность бетона, кН/м2 (см. прил. 2).

γb2 коэффициент условий работы бетона; для тяжёлого мелкозернистого бетона естественного твердения γb2 = 0,9.

По полученному значению α0 находим коэффициенты и ξ по формулам

Значения и ξ также можно взять из прил. 4, ξR из прил. 5. Полученное значение ξ сравниваем с ξR. Дальнейший расчет

возможен при условии ξ ≤ ξR. В случае если условие не выполняется, то принимают ξ = ξR, определяют по прил. 4. α0 и пользуясь формулой (2.14) находим высоту плиты. При этом если высота плиты оказалась более 17 см, рекомендуется повысить класс бетона.

Затем определяют требуемые площади сечения рабочей арматуры на 1 м ширины плиты по формуле

где Rs – расчётное сопротивление арматуры, принимаемое в зависимости от класса стали, кН/см2 (см. прил. 3).

Требуемая площадь рабочей арматуры находится для каждого из сечений.

По требуемым площадям рабочей арматуры для каждого из сечений подбираются марки сеток в соответствии с принятым вариантом армирования.

Далее определяется фактический процент армирования сечения

h0 b

15

Фактический процент армирования сечения для плит должен быть в пределах от 0,3 % до 0,6 %. Если фактический процент армирования не попадает в эти пределы, то расчёт армирования плиты выполняется заново. При этом либо изменяют полезную высоту сечения h0, либо расчётное сопротивление арматуры Rs (класс арматуры).

2.2.2. Конструкция арматурной сетки

Площадь сечения рабочих стержней аs должна быть близка к требуемой Аs (но не меньше). Пользуясь прил. 6 принимают диаметр, количество и шаг стержней. Расчёт производится для ширины сечения 1 м.

По принятому диаметру рабочей арматуры и расстоянии между стержнями принимаем арматурную сетку из каталога производимых арматурных сеток. В соответствии с ГОСТ 23279-85 выпускаются тяжелые арматурные сетки (тип – 1, 2, 3) с диаметром рабочих стержней 12…40 мм, и легкие (тип – 4, 5) с диаметром арматуры 3…10 мм.

Для армирования плиты лотка рекомендуется использовать легкие сетки типа 4 и 5 (рис. 2.4). Ширина сетки может быть от 650 до 3800 мм, длина от 850 до 9000. В случае применения рулонных сеток длина ее не должна превышать 30 м. В каждом конкретном случае следует ориентироваться на необходимую ширину и длину арматурной сетки (рис. 2.4).

Сварные арматурные сетки маркируются следующим образом:

где x обозначение типа сетки (4 или 5);

C – буквенное обозначение наименования сварной сетки (с добавлением для рулонных сеток индекса «р» Ср);

d, d1 диаметр соответственно продольных и поперечных стержней с указанием класса арматурной стали, мм.

Диаметр рабочей арматуры определяется расчетом. Диаметр распределительной (монтажной) арматуры определяется из условия свариваемости стержней между собой (прил. 8). Шаг стержней распределительной арматуры зависит от их диаметра.

16

3.1.1. Назначение размеров

Рамную опору размещают из условия равенства опорного и пролетного моментов во второстепенной балке. Такое равенство достигается при lc = 0,29L, тогда расстояние от оси береговой опоры до оси рамной опоры равно 0,71L (рис. 1.2, а, б).

Размеры поперечного сечения второстепенной балка предварительно принимают в зависимости от ее пролета

При этом следует учесть, что высота поперечного сечения консольных балок до 600 мм принимается кратной 50 мм, при большей высоте – кратной 100 мм. Ширина поперечного сечения балок прини-

мается 120, 150, 180, 200, 220, 250 мм и далее – кратной 50 мм.

3.1.2. Нагрузки, действующие на второстепенную балку

Величина нагрузок, действующих на балку, зависит от ее расположений (крайняя или средняя) а также от способа изготовлений (монолитная или сборная).

Средняя балка:

а) нагрузка от массы плиты

б) нагрузка от массы цементной стяжки (в монолитном варианте не учитывается)

в) нагрузка от массы второстепенной балки:

сборный вариант

монолитный вариант

18

б) нагрузка от массы цементной стяжки (стяжка наносится только на горизонтальную поверхность лотка)

в) нагрузка от массы второстепенной балки принимается такой же, как и для средней (размеры сечения крайней и средней балок одинаковы).

г) нагрузка от массы воды

На основании полученных значений составляется расчетная схема, согласно которой второстепенная балка рассматривается как однопролетная статически определимая балка с пролетом lв и консолью lс (рис 3.1).

19

Рис. 3.1. Расчетная схема второстепенной балки (а) и эпюры поперечных сил (б) и моментов (в)

Определение количества арматуры производится для пролетного и опорного сечений в соответствии с указаниями п. 5. После подбора арматуры необходимо построить эпюру материалов, и в случае необходимости произвести проверку образования трещин.

3.2. Расчет рамы перепада

3.2.1. Предварительное назначение размеров

Опорная рама рассматривается как однопролетная статически неопределимая рама. При этом ригель опорной рамы подвергается поперечному изгибу, а вертикальные стойки – внецентренному сжатию. Размеры поперечного сечения ригеля принимают в зависимости от его пролета lр:

где lр = В + 2tv .

Размеры поперечного сечения стойки принимают из условия обеспечения требуемой гибкости и опирания ригеля. Геометрическая

20

длина стойки определяется как разница отметок низа ригеля и верха фундамента.

Для сборного варианта − Hs = 1 - 3 - hf –tf - hb. Для монолитного – Hs = 1 − 3 − hf –- hb. Расчетная высота рамы hcal = Hs + hр. Предварительно высоту фундамента можно принять hf = (0,7 0,9) м.

Расчетная длина стойки в плоскости рамы lох=1,5·Hs;

из плоскости рамы loy=1,2·Hs.

Размеры поперечного сечения стойки должны удовлетворять условию:

l

ширина стойки hc=40ox ;

loy

толщина стойки вc= 40 .

При этом hc = (1,3 3,0) вc .

Минимальный размер поперечного сечения стойки не должен быть меньше 20 см и меньше ширины поперечного сечения ригеля.

3.2.2. Определение нагрузок на раму перепада

На раму перепада действует вертикальные нагрузки от веса лотка с водой, второстепенных балок и собственный вес рамы и горизонтальная ветровая нагрузка (рис.3.2).

Расчетная длина ригеля lcal = lр - hс. Расчетная высота рамы hcal = Hs + hр; W – суммарная ветровая нагрузка.

Ветровая нагрузка на раму передается в виде равнодействующей давления ветра на стенки лотка с наветренной – Wa и подветренной – Wр сторон. В целях упрощения расчетов общую равнодействующую давления ветра прикладывают в одном верхнем углу рамы:

где Aw – площадь стенки, с которой ветровая нагрузка передается на раму в сборном варианте.

21

в монолитном варианте

Усилия от средних и крайних второстепенных балок соответственно равны

Рис. 3.2. Расчетная схема рамы лотка

Нагрузку от собственной массы ригеля заменяют сосредоточенными силами, приложенными в месте опирания второстепенных балок:

Сборный вариант

Сосредоточенные силы, равные сумме опорных реакций от второстепенных балок и собственной массы ригеля, приложенные к раме равны

Нагрузки от крайних балок F2 прикладывают по осям стоек, от средних балок F1 по их осям. Ветровую нагрузку W к продольной оси ригеля.

22