2.4 Конструирование плиты

Конструирование плит перекрытия необходимо выполнять в соответствии с требованиями норм [1,3]. Сведения по конструированию плит перекрытия приведены в учебной литературе [5 - 9]. Выполненные чертежи должны соответствовать требованиям стандартов, в частности [4].

Основной рабочей арматурой плиты является предварительно напрягаемая арматура 210 A-V (А800) , определяемая расчетом по нормальным сечениям и укладываемая отдельными стержнями в растянутой от действия эксплуатационных нагрузок зоне плиты.

Рисунок 2.3 – Опалубка (а) и схема армирования (б) плиты перекрытия П1

Верхняя полка плиты армируется сеткой С-1 из проволоки класса Вр-I (B500). Поперечные ребра армируются каркасами Кр-1 в приопорных участках на длине l/4; в состав каркаса Кр-1 входят продольные рабочие стержни ø4 Вр-I (B500) и поперечные стержни 4øBp-I (B500) с шагом 100мм (обеспечивающие прочность по наклонному сечению). Для усиления бетона опорной зоны плиты укладывают сетки С-2 из проволоки класса Вр-I (B500).

3 Расчет и конструирование однопролетного ригеля

Характеристики материалов ригеля:

Бетон – тяжелый класса по прочности на сжатие В20: МПа, МПа; коэффициент условий работы бетона . Начальный модуль упругости МПа.

Арматура:

- продольная и поперечная класса A-II (А300): МПа, МПа, МПа.

3.1 Сбор нагрузок

Для опирания пустотных панелей задаемся сечением ригеля высотой мм. Ригель выполняется без предварительного напряжения арматуры.

Высота сечения обычного ригеля .

Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м² перекрытия принимаются те же, что и при расчете панели перекрытия. Ригель шарнирно оперт на консоли колонн, мм. Расчетный пролет:

,

где мм – пролет ригеля в осях; мм – размер сечения колонны; 20 мм - зазор между колонной и торцом ригеля; 140 мм – размер площадки опирания.

Рисунок 3.1 – Сечение ригеля

Расчетная нагрузка на 1 м длины ригеля определяется с грузовой полосы, равной шагу рам, в данном случае шаг рам 4,4 м.

Постоянная нагрузка :

-от перекрытия с учетом коэффициента надежности по назначению здания :

,

где 4,28 – нагрузка от перекрытия (см. таблица 2.1);

-от веса ригеля (габаритные размеры см. рисунок 3.1):

,

где 2500 кг/м³ – плотность железобетона.

С учетом коэффициентов надежности по нагрузке и по назначению здания :

кН/м.

Итого: кН/м.

Коэффициент снижения временной нагрузки в зависимости от грузовой площади:

, (3.1)

где м² ; м² – грузовая площадь.

При грузовой площади А более 36 м², вместо А₁ принимают А₂ = 36 м²,

где А₁ и А₂ – нормативные грузовые площади, определяемые нормами.

Временная нагрузка с учетом коэффициента надежности по назначению здания и коэффициента снижения временной нагрузки :

.

Полная нагрузка: кН/м.

3.2 Определение усилий в ригеле

Расчетная схема ригеля – однопролетная шарнирно опертая балка пролетом . Вычисляем значения максимального изгибающего момента М и максимальной поперечной силы Q от полной расчетной нагрузки:

кН·м;

кН.

3.3 Расчет прочности ригеля по сечению, нормальному к продольной оси

Определяем высоту сжатой зоны , где мм – рабочая высота сечения ригеля; - относительная высота сжатой зоны, определяемая в зависимости от коэффициента .

Расчетный коэффициент:

.

Согласно таблице А.5 приложения при определяем значения коэффициентов .

Высота сжатой зоны мм, что не более высоты узкой части сечения ригеля. Следовательно, граница сжатой зоны проходит в узкой части сечения, и поэтому расчетным будет прямоугольное сечение.

Граничная относительная высота сжатой зоны определяется по формуле:

, (3.2)

где ; МПа.

Так как , то площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле:

мм².

Из условий конструирования двух каркасов, содержащих по два стержня каждый, принимаем по сортаменту 420 A-II (А300) с мм², что больше требуемой.