7.Расчет и конструирование монолитной плиты.

7.1. Определение шага второстепенных балок.

Из условия экономичности армирования принимаем толщину монолитной плиты h_пл = 70мм.

Расстояние между второстепенными балками из условия обеспечения жесткости равно

L₃ ≤ 40· h_пл = 40·70 = 2800мм.

Минимальное количество шагов второстепенных балок в одном пролете:

;

принимаем количество шагов n=2

Шаг второстепенных балок равен

мм.

7.2.Выбор материалов.

Назначаем для плиты тяжелый бетон класса В20:

g_b2= 0,9; R_b= 11,5 МПа; R_b,ser=15 МПа; R_bt= 0,9 МПа; R_bt,ser= 1,35 МПа; E_b=2,75×10⁴ МПа. Бетон естественного твердения.

При армировании полки плиты сварными рулонными сетками используется арматурная проволока В500; R_s = 415 МПа.

При армировании полки плиты раздельными плоскими сетками используется стержневая арматура класса А400; R_s = 355 МПа.

7.3.Расчет и армирование плиты.

Плита рассчитывается на действие нагрузки на полосу шириной 1м. расчетная схема плиты принимается как многопролетная неразрезная балка, опорами которой являются второстепенные балки. При вычислении нагрузок на 1м² перекрытия использованы результаты сбора нагрузок, приведенные в табл.7.1.

Таблица 7.1.

№ п/п	Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка,	Коэф. надежности по нагр., γf	Расчетная нагр.,
1	2	3	4	5
I. 1.	Постоянная (g) Собственный вес пола 0,2223+0,418+0,418	1,0583	-	1,3313
2.	Собственный вес монолитной плиты 1·1·0,06·25·1 ИТОГО:	1,5 2,5583	1,1	1,65 2,81413
II. 1. 2.	Временная(υ) Полезная Перегородки	14,0 0,50	- 1,3	18,2 0,65
	ИТОГО:  υ = υ1+ υ2	14,5		18,85
	ВСЕГО: gпер = gпер + Vпер	17,0583		21,66413

Предварительно назначаются высота и ширина сечения второстепенной балки:

h_вб = (1/18…1/16)·L₁=(1/18…1/16)·5,4 =0,3…0,34 м;

принимаем h_вб =0,32 м.

Ширина второстепенной балки:

b_вб = (0,35…0,45) h_вб =0,112…0,144 м, принимаем b_вб = 0,12 м.

Расчетный пролет плиты равен:

L₀₃ = L₃ – b_вб = 2,5 – 0,12 = 2,38 м.

Выровненные изгибающие моменты в средних пролетах и над средними опорами:

;

в первом пролете и на первой промежуточной опоре соответственно:

.

Монолитные плиты армируются сетками. Расстояние от центра тяжести арматуры сеток до ближайшей грани сечения принимаем а_s = 1,5см. Тогда рабочая высота сечения h₀ = h_пл – а_s = 7 – 1,5 = 5,5см. Вначале расчет прочности по нормальному сечению ведется по моменту М₂ в следующей последовательности: ;

η^* = 0,855; ξ = 0,29 (табл.3.1(3)).

.

Рис.7.1. Эпюра изгибающих моментов в плите.

Рис.7.2. Армирование плиты рулонными сетками.

Принимаем количество сеток в одном шаге колонн n = 3.

Длину нахлеста принимаем предварительно а₀ = 0,1м.

Принимаем длину выпуска поперечных стержней а = 0,025м.

Ширина сетки между крайними продольными стержнями:

.

Округляем кратно 25 мм

Принимаем защитный слой бетона а₃ = 0,025м.

Ширина здания, состоящего из 3 пролетов, равна:

В_зд = 3·L₂ = 3·5000 = 15000мм.

Длина сетки равна:

L = B_зд - 2·а₃ = 15000 - 2·25 = 14950мм.

Способ армирования зависит от диаметра рабочей продольной арматуры.

Принимаем шаг продольных стержней равным 100мм. Тогда количество стержней в 1м ширины сетки равно 10. Требуемая площадь сечения 1 стержня равна: А_s1 = 3,93/10 = 0,393см².

По сортаменту арматуры принимаем стержни 18 В500 c А_s=0,503 см²

Поскольку  арматуры >5 мм, армирование производится раздельными плоскими сетками с поперечным расположением рабочей арматуры.

Рис.7.3. Армирование плиты раздельными сетками.

Принимаем в первом приближении  поперечных стержней сеток d=6 мм.

Ширина сеток:

С1 и С4 В=2400 мм

С2 и С5 В≥0,5·L_o3+b_вб=0,5·2380+120= 1310 мм

Принимаем В=1350 мм

С3 В≥0,25·L_o3+ b_вб+15·d=0,25·2380+120+15·6=805 мм

Принимаем В=850 мм

Принимаем защитный слой бетона a_з=0,025 м. Длина здания, состоящего из 8 шагов колонн определяется по формуле:

L_зд=8·L₁=10·5400=54000 мм

Длина сеток:

L=L_зд – 2a_з=54000 – 2·25=53950 мм

Подбираем марку сетки С1:

η^*=0,765 (табл.3.1(3));

см²

Требуемая площадь сечения одного стержня равна:

см²

По сортаменту арматуры принимаем стержни 114 А400 с А_s=1,539 см²

.

Сетка С2:

.

Параметры сетки С3 назначаются по конструктивным требованиям:

Для сеток С4 и С5 получим:

η^*=0,855 (табл.3.1(3));

см²

Принимаем шаг рабочих стержней 200 мм. Тогда число стержней составит 1000/200=5. Требуемая площадь сечения одного стержня:

см²

По сортаменту арматуры принимаем стержни 112 А400 с А_s=1,131 см²

Сетка С4:

Сетка С5: