1. Конструирование сеток

• Выбранная рабочая арматура располагается параллельно короткой стороне сетки. В направлении длиной стороны арматуру ставим конструктивно: принимаем стержни 4Вр-I с шагом 200 мм (кратно 50 мм). Размеры сеток приведены в прил. 3.

• Арматурная сетка размещается в растянутой зоне сечения полки, положение которой определяется по эпюре изгибающих моментов (рис. 3.4).

• В рёбристой панели используется две сетки: пролётные моменты воспринимают сетки С-1, установленные у нижней грани сечения; опорные моменты воспринимают аналогичные, но более узкие сетки С-2 (2 шт.), установленные у верхней грани сечения.

• В панели типа 2Т используется одна сетка С-1, расположенная у нижней грани сечения; вблизи ребер и на консолях стержни сетки переводятся в верхнюю зону.

• Шаг стержней у краев сетки может отличаться от основного (в меньшую сторону, кратно 10 мм).

Рабочие чертежи панели перекрытия

• На основе полученных в ходе расчета и конструирования данных выполняем арматурные чертежи панели перекрытия. На них показывается размещение арматуры в сечении элемента, и, кроме того, вычерчиваются отдельно арматурные каркасы и сетки. Эти чертежи являются рабочими: по ним будет изготавливаться конструкция, поэтому они должны обладать достаточной степенью детализации.

• Для того чтобы оперативно определять, какое количество арматуры нужно для изготовления железобетонного изделия, на рабочих чертежах приводятся эти сведения в виде таблицы, которую принято называть спецификацией арматуры. Она приведена в графической части.

4. Расчет и конструирование ригеля перекрытия Прочностные и деформативные характеристики бетона и арматуры

Бетон

• Используем тяжелый бетон класса В25 (по заданию), подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении.

• Расчетные сопротивления бетона (табл. 13 СНиП [2]):

• сжатию R_b = 14,5 МПа,

• растяжению R_bt = 1,05 МПа.

• Коэффициент условий работы, учитывающий длительность действия нагрузки γ_b2 = 0,9 (табл. 15 СНиП [2]).

• Начальный модуль упругости бетона Е_b = 27 000 МПа (табл. 18 СНиП [2]).

Арматура

• Продольная рабочая арматура – ненапрягаемая, класса А400 (А-III), диаметр 10…40 мм.

Расчётное сопротивление растяжению R_s = 365 МПа (табл. 22* СНиП [2]).

Модуль упругости арматуры E_s = 200 000 МПа (табл. 29* СНиП [2]).

• Поперечная рабочая арматура – также класса А400 (А-III).

Расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры (табл. 22* СНиП [2]):

R_sw = 285 МПа (6…8 мм), R_sw = 290 МПа (10…40 мм).

Если диаметр поперечных стержней меньше 1/3 диаметра продольных стержней, значение R_sw = 255 МПа (примеч. к табл. 22* СНиП [2]).

Подбор продольной рабочей арматуры ригеля

• Расчетное поперечное сечение ригеля – прямоугольное (рис. 4.1). Размеры сечения установлены в процессе компоновки конструктивной схемы каркаса (п. 1.5):

• высота h = 750 мм,

• ширина b = 250 мм.

• Арматура располагается в растянутой зоне сечения, положение которой определяется по эпюре изгибающих моментов в ригеле: в пролёте – внизу, на опоре – вверху. Арматуру располагаем в два ряда, чтобы иметь возможность не ставить (обрывать) часть стержней там, где они не требуются по расчёту.

• Порядок подбора продольной рабочей арматуры в ригеле такой же, как и в панели перекрытия. Результаты подбора арматуры приведены в табл 4.1.

• Рабочая высота сечения: h₀ = h – a,

где а – расстояние от растянутой грани сечения до центра тяжести продольной рабочей арматуры; принимается в пределах а = 4…10 см (задаётся по своему усмотрению, при этом чем больше изгибающий момент в сечении, тем больше должно быть это расстояние).

Рис. 4.1. Расчётное поперечное сечение ригеля: а – в пролёте, б – на средних опорах.

• Условный параметр А₀:

• Относительная высота сжатой зоны:

• Относительное плечо внутренней пары сил: η = 1– 0,5ξ

• Требуемая площадь сечения арматуры:

• Подбираем по сортаменту необходимый диаметр стержня, учитывая, что число стержней в сечении – 4.

• Арматура подбирается для трех сечений ригеля:

1 – сечение в крайнем пролете (М₁₁);

2 – сечение в левой средней опоре (используется момент M_fr, см. стр. 12);

3 – сечение в среднем пролете (М₂₂).

• На средней опоре используется расчётный изгибающий момент в сечении ригеля по грани колонны (п.2.4.3).

• Граничная относительная высота сжатой зоны:

,

где ω =  – 0,008 R_b_b2 = 0,85 – 0,008  14,5  0,9 = 0,7456;

σ_sR = R_s = 365 МПа (для ненапрягаемой арматуры).

• Толщина защитного слоя бетона продольной рабочей арматуры a_b, а также расстояние между гранями стержней продольной рабочей арматуры a_s при её расположении в два ряда по конструктивным требованиям должна составлять не менее диаметра стержня d_s и не менее 20 мм.

• Расстояния по высоте между осями арматурных стержней (рис. 4.1) должны назначаться с учётом этих требований, а также кратными 5 мм:

а₁  а_b + 0,5d = max {d; 20 мм} + 0,5d;

а₂  а_s + d = max {d; 20 мм} + d.

• Тогда расстояние от растянутой грани сечения до центра тяжести продольной рабочей арматуры составит а = а₁ + 0,5а₂.

• Если оно сильно отличается от принятого ранее, особенно в большую сторону, то прочность может быть не обеспечена и расчёт необходимо провести заново. Если это расстояние отличается не сильно и площадь арматуры взята с запасом, расчёт можно не повторять. Окончательно это выяснится в табл. 4.2.

Таблица 4.1

Подбор продольной рабочей арматуры ригеля

Расчётное сечение		в крайнем пролёте	на левой средней опоре	в среднем пролёте
М, кН·см		М11 = 30 524	Mfr = 21 744	М22 = 17 102
h0 = h – a, см		75 – 8 = 67	75 – 7 = 68	75 – 6 = 69
А0		0,2084	0,1441	0,1101
ξ		0,2363	0,1563	0,1169
η		0,882	0,922	0,942
Требуемая Аs, см2		14,15	9,50	7,21
Принятое армирование		422 А-III (А400)	418 А-III (А400)	416 А-III (А400)
Фактич. Аs, см2		15,20	10,18	8,04
а1, мм	Минимальное	22 + 0,522 = 33	20 + 0,518 = 29	20 + 0,516 = 28
	Принятое	35	30	30
а2, мм	Минимальное	22 + 22 = 44	20 + 18 = 38	20 + 16 = 36
	Принятое	45	40	40
Факт. а = a1 + 0,5a2, мм		35 + 0,5·45 = 57,5	30 + 0,5·40 = 50	30 + 0,540 = 50
Фактич. h0 = h – a, см		75 – 5,75 = 69,25	75 –5 = 70	75 – 5 = 70
Расст. h01 = h – a1, см		75 – 3,5 = 71,5	75 – 3 = 72	75 – 3 = 72

Примечания. 1) Если получается ξ > ξ_R = 0,6036, то высоту сечения h необходимо увеличить. 2) Стержни диаметром 40 мм применять не рекомендуется. 3) При необходимости возможно армирование пятью стержнями – три в нижнем ряду и два в верхнем, или шестью стержнями (по три в каждом ряду).