Пример 5.

Дано:

Трехэтажное здание с неполным каркасом без подвала имеет размеры в плане 18,6х41,4м (шаг колонн 6,2·6,9м). Наружные несущие стены кирпичные толщиной 510мм. Высота этажей 4,0м. Нормативное значение временной нагрузки на междуэтажные перекрытия 9000Н/м². Коэффициент надежности по назначению здания . Класс по условию эксплуатации XС2 (минимальный класс бетона для изготовления конструкций С16/20 С25/30).

Требуется:

Выполнить компоновку монолитного ребристого перекрытия и определить наиболее экономичный вариант.

Решение:

Наиболее экономичным вариантом компоновки будет тот, на реализацию которого требуется наименьшее количество железобетона (с наименьшей приведенной толщиной перекрытия). Приведенную толщину перекрытия можно определить по формуле:

,

где , , , - приведенные толщины соответственно плиты, второстепенных балок, главных балок и колонн:

;

;

В приведенных выше формулах знак «+» следует принимать для перекрытий, имеющих по контуру окаймляющие балки (здания с полным каркасом), а для перекрытий, опирающихся по контуру на несущие стены (здания с неполным каркасом) – знак «-».

При заданной сетке колонн можно изменять направление расположения главных и второстепенных балок, количество и пролеты плит.

Для выбора экономичного перекрытия рассмотрим три варианта компоновки. Исходные данные для всех вариантов:

Здание с неполным каркасом, сетка колонн х
временная нагрузка	высота этажа	количество этажей

ВАРИАНТ №1:

Тогда

ВАРИАНТ №2:

Тогда

ВАРИАНТ №3:

Тогда

ВЫВОД: по расходу бетона наиболее экономичным является вариант №3.

Далее задаемся предварительными размерами сечений элементов для выбранного оптимального варианта.

Толщина плиты принимается из следующих условий:

- не менее 70мм (для монолитных перекрытий производственных зданий);

- из условий прочности по приближенной эмпирической зависимости при полной расчетной нагрузке ;

- по конструктивным требованиям из условий жесткости по таблицам 5.1, 5.2 толщина плитной части должна быть в пределах 70…90мм.

Принимаем толщину плиты

Высота второстепенной балки предварительно определяется:

- из условия жесткости

- по приближенной формуле из условия прочности .

Принимаем высоту второстепенной балки

Высота главной балки предварительно определяется:

- из условия жесткости

- по приближенной формуле из условия прочности

Принимаем высоту главной балки .

Ширина главной и второстепенной балок должна быть . Тогда принимаем ширину второстепенной балки , главной балки .

Сторона квадратного сечения колонны:

, принимаем колонну сечением 300х300мм.