Монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами.

Принятая компоновка конструктивной схемы монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами.

Назначаем предварительно следующие значения геометрических размеров элементов перекрытия:

высота и ширина поперечного сечения второстепенных балок ,

высота и ширина поперечного сечения главных балок

толщину плиты примем 80мм при максимальном расстоянии между осями 2400мм.

Вычислим расчетные пролеты и нагрузки на плиту. Согласно (рис.5,6) получим в коротком направлении

а в длинном направлении Поскольку отношение пролетов то плита балочного типа.

Для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяем полосу шириной 1 м (рис. 5). Плита будет работать как неразрезная балка, опорами которой служат второстепенные балки и наружные кирпичные стены. При этом нагрузка на 1м плиты будет равна нагрузке на1м² перекрытия. Подсчет нагрузок на плиту дан в таблице 2.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка кН/м2
Постоянная от массы плиты плиты (h=0,08м кН/м3) от массы пола	0,08х25=2 0,8	1,1 1,2 --	2,2 0,96 g=3,16
Итого: Временная	2,8 4	1,2	v=4,8 7,96
Всего	6,8

С учетом коэффициента надежности по назначению здания расчетная нагрузка на 1м плиты q=(g+v) =7,96х17,96кН/м.

Определим изгибающий момент с учетом перераспределения усилий (рис. 6в):

в средних пролетах и на средних опорах

в первом пролете и на первой промежуточной опоре

Так как для плиты отношение то в средних пролетах, окаймленных по всему контуру балками, изгибающий момент уменьшаем на 20%, т.е. они будут равны 0,8х2,4079=1,926кНхм.

Определим прочностные и деформативные характеристики бетона заданного класса с учетом влажности окружающей среды.

Бетон тяжелый естественного твердения, класса В20, при влажности 60%: R_b=0,9х10,35МПа; R_bt=0,9х0,81МПа; E_b=24000МПа.

Выполним подбор сечений продольной арматуры сеток.

В средних пролетах, окаймленных по контуру балками, и на промежуточных опорах:

h₀=h-a=80-12,5=67,5мм; ; тогда ; принимаем сетку С₁ номер 33 марки с фактической несущей способностью продольной арматуры R_sA_s=31290Н>29235Н.

В первом пролете и на первой промежуточной опоре: h₀=80-16,5=63,5мм; ; дополнительная сетка должна иметь несущую способность продольной арматуры не менее 52849-31290=21559Н принимаем сетку С₂ номер 48 марки с R_sA_s=23980Н>21559Н.

Расчет второстепенной балки

Вычисляем расчетный пролет для крайнего пролета балки, который равен расстоянию от оси опоры на стене до грани главной балки(рис.7а). .

Определим расчетную нагрузку на 1м второстепенной балки, собираемую с грузовой полосы шириной, равной максимальному расстоянию между осями второстепенных балок.

Постоянная нагрузка:

от собственного веса плиты и пола 3,16х2,4=7,58кН/м;

от веса ребра балки 0,2(0,4-0,08)х25х1,1=1,76кН/м;

Итого: g=9,34кН/м.

Временная нагрузка: v=4,8х2,4=11,52кН/м.

Итого с учетом коэффициентом надежности по назначению здания q=(g+v)x =(9,34+11,52)х1=20,86кН/м.

Изгибающий момент с учетом перераспределения усилий в статически неопределимой системе(рис.7б) будут равны:

в первом пролете

на первой промежуточной опоре

Максимальная поперечная сила (на первой промежуточной опоре слева) равна . A-III (R_s=365МПа).

По формуле 3.19 [1] проверим правильность предварительного назначения высоты сечения второстепенной балки:

, или h₀+a=267+35=302мм<400мм т.е. увеличивать высоту сечения не требуется.

Выполним расчет прочности сечений, нормальных к продольной оси балки, на действие изгибающих моментов.

Сечение в пролете (рис. 8) М=54,277кНхм. Определим расчетную ширину полки таврового сечения согласно п. 3.16 [2]: при и (расстояние между осями второстепенных балок) принимаем . Вычислим h₀=h-a=400-30=370мм.

Так как , то граница сжатой зоны проходит в полке, и расчет производим как для прямоугольного сечения шириной Вычислим , тогда требуемая по расчету площадь продольной рабочей арматуры будет равна:

. Принимаем 2  28 А-III (A_s=509мм²).

Сечение на опоре В (рис. 8б), М=42,6475кНхм. Вычислим h₀=h-a=400-35=365мм;

т.е. сжатая арматура не требуется . Принимаем 5  10 А-III A_s=393мм².

Выполним расчет прочности наиболее опасного сечения балки на действие поперечной силы на опоры В слева (рис.9).Из условия сварки принимаем поперечные стержни диаметром 5 Вр-I (R_sw=260МПа, E_s=170000МПа), число каркасов – два (A_sw=2х19,6=39,2мм²). Назначаем максимально допустимый шаг поперечных стержней s=150мм согласно требованиям п. 5.27 [2].

Поперечная сила на опоре Q_max=669606кН, фактическая равномерно распределенная нагрузка q₁=20,86кН/м.

Проверим прочность наклонной полосы на сжатие по условию 72 [2]. Определяем коэффициенты и

:

для тяжелого бетона .

Тогда , т.е. прочность наклонной полосы ребра балки обеспечена.

По условию 75 [2] проверим прочность наклонного сечения по поперечной силе. Определим величины М_b и q_sw: ; так как , тогда ; ;

Определим значение , принимая : . Поскольку , значение М_b не корректируем.

Согласно п. 3.32 [3] определяем длину проекции опасного наклонного сечения . Так как 0,56хq_sw=0,56х67,9=38кН/м>q₁=20,86кН/м, значение с определяем по формуле . Поскольку с=1,6м> , принимаем с=1,23м.

Тогда .

Длина проекции наклонной трещины будет равна . Так как с₀=0,8835м>2хh₀=2х0,37=0,74м, принимаем с₀=0,74м следовательно .

Проверим условие 75 [2]: , т.е. прочность наклонного сечения по поперечной силе обеспечена.

Требования п. 3.32 [2] также выполняются, поскольку .

Список литературы.

1. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. – М.: Стройиздат, 1985.

2. СНиП 2. 03.01 – 84. Бетонные и железобетонные конструкции.

3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01 – 84). – М .: ЦИТП, 1986.

4. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01 – 84). ЧастьI. – М.: ЦИТП,1986.

5. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01 – 84). ЧастьII. – М.: ЦИТП,1986.

6. СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции.

7. СНиП 2.01.07 – 85. Нагрузки и воздействия.