Расчет и конструирование элементов монолитного ребристого перекрытия. Методические указания к выполнению курсовой работы №1 по дисциплине «Железобетон

11

Рабочую продольную арматуру на действие положительных изгибающих моментов подбирают для сечений в крайнем и среднем пролетах, как для балки таврового профиля; на второй от края и средней опорах – как для балки прямоугольного сечения. Кроме того, необходимо также рассмотреть сечение,

расположенное на расстоянии 0,25∙l вправо от опоры B, на действие отрицательного момента. При расчете таврового сечения следует правильно установить ширину сжатой полки b’f в соответствии с п.3.16 /1/ и определить положение нейтральной оси. Нейтральная ось проходит в полке при условии

Если момент от внешней нагрузки не превосходит момента, воспринимаемого полкой, то сечение рассчитывают так же, как и прямоугольное. В противном случае необходимо учитывать работу свесов и сжатой части ребра и требуемое количество арматуры определять по расчету.

Рабочая высота сечения в первом пролете при расположении арматуры в два ряда по высоте, принимаемой равной h0 = hsb- 5 см, в средних пролетах при расположении арматуры в один ряд h0 = hsb- 3 см. При расчете на отрицательные моменты рабочая высота сечения на опорах в случае армирования их сетками с поперечной рабочей арматурой может быть принята равной h0 = hsb- 2 см.

12

Таблица 2

Значения коэффициента для определения ординат отрицательных моментов

Таблица 3

Значения характеристик ω, ξR, αR

13

14

2.3.4. Особенности конструирования

При конструировании второстепенных балок необходимо выполнять следующие рекомендации:

a) армирование балок при ширине 15 см ≤ bsb < 30 см следует производить двумя плоскими каркасами с односторонним расположением стержней;

b) диаметры продольной рабочей арматуры назначать от 12 до 25 мм,

конструктивной – не менее 10 мм;

c)продольная арматура должна быть заведена за грань свободной опоры не менее чем на 10 диаметров;

d)длина каркасов в средних пролетах должна быть на 2 см меньше расстояния между гранями главных балок;

e)расстояние между поперечными стержнями на приопорных участках длиной ¼ пролета при высоте балки, равной 450 мм или менее, принимается не более hsb /2 и не более 150 мм. То же при высоте балки более 450 мм – не более

hsb /3 и не более 500 мм. На остальной части пролета при высоте сечения hsb

>300 мм поперечная арматура устанавливается с шагом не более 3/4∙ hsb и не более 500 мм;

f)опорные сечения армируются одной или двумя надопорными рулонными или плоскими сетками, места обрыва которых устанавливаются в соответствии с огибающей эпюрой отрицательных моментов;

g)плоские каркасы балок для фиксации их при бетонировании в проектном положении объединяются в пространственные каркасы с помощью

соединительных стержней диаметром 6÷10 мм, установленных с шагом

600÷800 мм.

15

3. Алгоритм расчета рабочей продольной арматуры изгибаемых элементов с обычной арматурой

3.1. Подготовка исходных данных

Подбор рабочей продольной арматуры балочной плиты и второстепенной балки монолитного ребристого перекрытия осуществляется из расчета прочности сечений, нормальных к продольной оси элемента.

При расчете рекомендуется, как указано выше, соблюдать условие ξ ≤ ξR.

Ограничение ξ ≤ ξR принято в целях недопущения хрупкого характера разрушения проектируемого элемента.

Алгоритм может быть использован для расчета изгибаемых элементов прямоугольного, таврового или двутаврового сечений.

Исходные данные для расчета обычной продольной арматуры приводятся табл. 4.

Таблица 4

16

3.2.Последовательность расчета

1.Вычислим фактическое значение расчетного сопротивления бетона для заданных условий изготовления и эксплуатации конструкции:

2.Определим характеристику сжатой зоны бетона по формуле

3.По табл.3 настоящих методических указаний в зависимости от класса бетона, класса арматуры и ее диаметра, а также коэффициента условий работы бетона определим граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:

4.Вычислим момент, воспринимаемый сжатой полкой таврового

(двутаврового) сечения:

Если , то перейти к пункту 5, если , принимая ,

перейти к пункту 5, иначе – к пункту 6.

5. Вычислим коэффициент

Если или из табл.3, то перейти к пункту 11, иначе к пункту 7.

17

6.Вычислим коэффициент , учитывая что нейтральная ось пересекает ребро таврового (двутаврового) сечения:

Если или из табл. 3 настоящих методических указаний, то перейти к пункту 11.

7.Определим относительную высоту сжатой зоны бетона:

При перейти к пункту 11, иначе – к пункту 8.

8.Вычислим необходимую площадь рабочей арматуры

9.Определим фактический процент армирования:

Если то перейти к пункту 10, иначе – к пункту 12.

10.Вычислим необходимую площадь арматуры, исходя из минимального процента армирования:

11.Требуется увеличить размеры сечения, либо перейти к двойному армированию. В последнем случае площади сечений сжатой и

растянутой арматуры, соответствующие минимуму их суммы, для

18

элементов из бетона классов В30 и ниже рекомендуется определять по формулам:

12. Расчет закончен. По сортаменту прокатываемых стержней принять фактическую площадь сечения арматуры.

4.Примеры расчета

4.1.Расчет плиты перекрытия

На основании результатов технико-экономического анализа вариантов компоновки монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами для детального расчета элементов принят вариант (рис. 3, а).

Исходные данные. Бетон – тяжелый, класса В15, (Rb(τ) = 8,5МПа,

Rbt = 0,75МПа). Коэффициент условий работы бетона γb2 =0,9. Арматура сварных сеток из обыкновенной арматурной проволоки класса Вр – I. В рабочем

Нормативное значение временной полезной равномерно распределенной нагрузки pn = 5 кН/м2. Полы из метлахской плитки.

Расчетные пролеты плиты. Для определения расчетных пролетов плиты необходимо предварительно задаться размерами сечений второстепенных и главных балок: принимаем ;

принимаем

19

Расчетные пролеты плиты:

крайних пролетов

средних пролетов

где c – длина площадки опирания плиты на стену.

Поскольку отношения и более двух, плиту рассчитываем как балочную в направлении коротких пролетов. Расчет производим для условной полосы плиты шириной 100 см, расположенной поперек второстепенных балок. Толщину плиты принимаем

Расчетная схема плиты как пятипролетной неразрезной балки показана

на рис. 3, б.

20