Вказівки до конструювання плити

В плитах перекриття ділянок В, які повністю обрамлені по контуру головними та другорядними балками, зменшуємо величину згинаючих моментів на 20 %.

Плиту ребристого перекриття рекомендується армувати зварними сітками. Якщо діаметр робочої арматури 3, 4, 5мм, то приймають рулонні сітки з поздовжньою робочою арматурою, які розгортають у напрямі головних балок.

В прольотах сітки укладають по низу плити, а на опорах, над другорядними балками переводять у верхні зони плити. Перегин сіток у верхній зоні здійснюється на відстані прольоту від осі опори. Основна сітка С1 (ділянка А), підбирається за величиною моменту, який діє в середніх прольотах. В крайніх прольотах укладається додаткова сітка С2.

Основну сітку С3 (ділянка В), підбирають за величиною моменту, який зменшений на 20 %, і який діє в середніх прольотах. В крайніх прольотах укладають додаткову сітку С4 (рис. 9).

Армування плити рулонними зварними сітками з поздовжньою робочою арматурою

Якщо діаметр робочої арматури 6мм і більше то, необхідно прийняти сітки з поперечною робочою арматурою.

Зварні сітки з поперечною робочою арматурою укладають по нижній грані плити в прольотах і по верхній грані над опорами. Ширина сіток в

прольотах дорівнює прольоту плити, а над опорами – сітку заводять на прольоту з обох боків від осі опори (рис. 9).

Сітки підбирають окремо для середніх прольотів, крайніх прольотів та опор плити ділянки А.

Стикування сіток здійснюється відповідно до СНиП 2.03.01-84^*.

Так само при армуванні плити на ділянці В.

Таблиця 7

Підбір арматури ділянки А (див. рис. 3)

Елемент	, кН∙ см		ξ	Необхідна арматура , см2	Прийнята арматура
Кількість та тип сіток	, см2
Пр1	28, 8		0, 10	0, 10 1, 82		1, 96
Оп В			0, 06	0, 06 1.09		1, 26
Пр2			0, 15	0, 15 2.84		2, 83
Оп С			0, 15	0, 15 2.84		2, 83
				Для верхней области
Пр2 ср			0, 085	0, 085 1.55		1, 96
Оп В ср

5. Розрахунок та конструювання другорядної балки

5.1. Вибір розрахункової схеми

Розрахункова схема другорядної балки являє собою нерозрізну шестипролітну балку, яка кінцями опирається на цегляні стіни, а у проміжку – на головні балки.(рис. 3). Балка завантажена рівномірно розподіленим навантаженням інтенсивністю , розрахунок навантаження приведено у п. 6.3.

Якщо кількість прольотів перевищує 5, то балка розраховується як п’ятипролітна (див. рис. 11).

Розрахункова схема другорядної балки

5.2. Визначення розрахункових прольотів

Другорядні балки замуровуються в цегляну стіну на величину а=25 см.

До визначення розрахункових прольотів другорядної балки

Розрахункові прольоти визначаються з урахуванням попередньо прийнятих розмірів перерізу другорядної та головної балок. (табл. 2).

Визначення розрахункових крайніх прольотів:

см,

де мм – крайній геометричний проліт другорядної балки;

мм – ширина ребра головної балки;

а = 250 мм – величина опирання балки на стіну.

Визначення розрахункових середніх прольотів:

см,

де – середній геометричний проліт другорядної балки;

5.3. Визначення навантаження на балку

Рівномірно розподілене навантаження складається з постійного (вага підлоги, плити, ребра другорядної балки) і тимчасового навантаження

кН∙ м. Навантаження збирається з вантажної площі, ширина якої обмежена більшим прольотом плити м (див. рис. 4).

Таблиця 9

Визначення навантаження на другорядну балку

№	Вид навантаження	Нормативне навантаження, кН/м	Коефіцієнт надійності	Розрахункове навантаження кН/м
Постійне навантаження
	Підлога	3.6	1, 3	4.68
	З.б. плита		1, 1	3, 3
	Ребро другорядної балки	3.06	1, 1	3, 36
	Всього постійне
Тимчасове навантаження
			1, 2

Повне розрахункове навантаження на 1м.п. другорядної балки з урахуванням коефіцієнта надійності за призначенням будівлі :

кН/м,

кН/м,

кН/м.

5.4. Визначення згинаючих моментів

Конструювання другорядної балки пов’язано з побудовою огинаючої епюри згинаючих моментів, ординати якої визначаються за формулою:

,

де коефіцієнт, який приймається в залежності від перерізу балки та відношення навантажень , з табл. 6 додатку;

кН/м – повне розрахункове навантаження;

– розрахункова довжина прольоту, де визначаються згинаючі моменти. Визначення згинаючих моментів при відношенні , приводиться в табл. 10. Побудова епюр та приведена на рис. 13.

Таблиця10

Визначення згинаючих моментів у другорядній балці

Проліт	переріз	Коефіцієнти		Згинаючі моменти, кНм
1 проліт		0, 065	-		78, 13	-
	0, 09	-	109, 01	-
2′	0, 091	-	110, 22	-
	0, 075	-	90, 84	-
	0, 02	-	24, 22	-
Оп.В		-	-0, 0715		-	-102, 63
2 проліт		0, 018	-0, 033		30, 26	-58, 84
	0, 058	-0, 016	97, 5	-26, 89
7′	0, 0625	-	105, 07	-
	0, 058	-0, 014	97, 5	-23, 53
	0, 018	-0, 029	30, 26	-48, 75
Оп.С		-	-0, 0625		-	-105, 07
3 проліт		0, 018	-0, 028		30, 26	-47, 07
	0, 058	-0, 010	97, 5	-16, 81
12′	0, 0625	-	105, 07	-

* – на опорі В розрахунковий проліт визначаємо як середнє арифметичне

Рис. 13. Епюри згинаючих моментів та поперечних сил другорядної балки (М – кНм, Q – кН).

5.5. Визначення поперечних сил

кН;

кН;

кН.

5.6. Визначення розмірів поперечного перерізу другорядної балки

ё

Рис.14. Переріз перекриття в поперечному напрямі

Робочу висоту балки визначаємо за формулою:

,

де кН∙ см – найбільший згинаючий момент в балці;

– визначається за оптимальною величиною ;

;

– коефіцієнт умов роботи важкого бетона;

МПа – розрахунковий опір стиску для бетона В25;

см – ширина перерізу другорядної балки.

Таким чином см.

Повна висота балки см.

Приймаємо висоту балки см, ширину ребра балки см.

Уточнюємо робочу висоту:

а) при розміщенні робочих стержнів у два ряди:

см;

б) при розміщенні сіток на опорі:

см;

в) при розміщенні робочих стержнів в один ряд:

см.

Рис. 15. Переріз другорядної балки

Визначення ширини полки проводиться за формулою: ,

де - величина звисів, приймається меншою із трьох наступних значень:

1) см,

де - величина середнього розрахункового прольоту плити;

2) см,

де - геометричний проліт другорядної балки;

3) якщо , то ;

оскільки см > см, то третя умова не враховується,

де - висота перерізу другорядної балки.

Таким чином см.

5.7. Визначення розрахункової форми поперечного перерізу другорядної балки

Визначення положення нейтральної лінії:

кН∙ cм = 1023, 12 кН∙ м.

Так як кН^·м кН·м, то переріз розраховуємо як тавровий з шириною см та висотою см.

5.8. Визначення площі поздовжньої робочої арматури

Передбачається армування другорядної балки в прольотах двома плоскими зварними каркасами. Кожен каркас має по два нижніх стержня і одному верхньому з арматури класу А400С з розрахунковим опором МПа.

На опорах В і С для сприйняття від’ємних згинаючих моментів балку армуємо двома плоскими зварними сітками з поперечною робочою арматурою класу А400С.

Підбір кількості та діаметру арматурних стержнів виконати за табл. 3 додатку.

Підбір типу та площі робочої арматури плоских зварних сіток виконати за табл. 4 додатку.

Таблиця 11

Підбір арматури другорядної балки

елемент балки	М, кН.см	см			Необхідна площа арматури , см2	Прийнята арматура
Кількість арматури	, см2
пр 1		45-5=40		0.02			8, 04
пр 2		45-5=40		0.016			8, 04
	45-6=39		0.06			2, 01
оп В		45-3=42		0.225		2 Сітки	6, 11
оп С		45-3=42		0.225		2 Сітки	3, 55

Рис. 16. Схема армування другорядної балки

5.9. Розрахунок міцності другорядної балки за похилими перерізами

В кожному прольоті балка армується двома зварними каркасами з поперечною арматурою класу А240С, з розрахунковим опором розтягу при розрахунках на дію поперечної сили R_sw =175 МПа.

На крайніх ділянках балки, довжиною 0, 25· l ₀ - кожна, діють достатньо великі поперечні сили і крок поперечної арматури призначається виходячи з наступних умов:

- при висоті балки:

h ≤ 45 см => s₁≤ , крім того s₁ ≤ 15 см;

h > 45 см => s₁≤ , крім того s₁ ≤ 50см.

В проекті прийнято h = 40 см, відповідно, крок хомутів приймаємо s₁= 15см. В середній частині прольоту балки, де поперечні сили незначні, крок поперечних стержнів s₂призначається виходячи з умови:

та см

=> =30 см

У всіх випадках рекомендується приймати крок поперечних стержнів кратним 5 см, з округленням у менший бік.

Вибір діаметра поперечної арматури здійснюємо виходячи з наступних двох умов:

а) забезпечення жорсткості арматурних каркасів:

діаметр поперечної арматури повинен бути таким, щоб виконувалася умова:

d_sw≥

де d_sw - діаметр поперечної арматури (хомутів);

d_s - діаметр робочої арматури;

d_sw > 6 мм- при висоті балки h ≤ 80 см;

d_sw > 8 мм- при висоті балки h > 80 см.

В проекті прийнято h = 45 см та діаметр поздовжньої робочої арматури d_s= 18 мм, відповідно діаметр поперечної арматури приймаємо: d_sw = 6 мм, A_sw = 0, 283 см.

б) забезпечення міцності похилих перерізів:

- діаметр поперечної арматури та її крок повинен бути таким, щоб виконувалася умова:

Q≤ Q_b + Q _sw

Де Q = Q^л_ІІ = 132, 74 кН - максимальна розрахункова поперечна сила, яка виникає на опорі;

Q_sw - величина поперечної сили, яка сприймається хомутами та бетоном.

Поперечна сила, що сприймається бетоном стиснутої зони над похилим перері­зом:

де - коефіцієнт, прийнятий для важкого бетону;

- коефіцієнт, який враховує вплив звисів полки таврового перерізу;

де - розрахункова ширина полки;

b'f ≤ b + 3-h'f =20 + 3·8 = 44 см,

тоді

Величину визначаємо при с = 3, 33, тому що в цьому випадку величина поперечної сили, яка сприймається бетоном, буде мінімальною.

Величину поперечної сили, що сприймається поперечною арматурою (хомута­ми) обчислюємо за формулою:

де q_sw - зусилля в хомутах на одиницю довжини, визначається за формулою

кН/см

де n = 2 - кількість поперечних стержнів в перерізі балки.

Визначаємо горизонтальну проекцію найбільш небезпечної похилої тріщини с₀, крім того c₀ ≤ 2·h₀. Таким чином

см

-умова не виконується, тому приймаємо c₀=2·40=80 см

Поперечна сила, що сприймається поперечною арматурою (хомутами):

Q_sw = q_sw · с₀ = 0, 66 · 80 = 52, 8 кН.

Таким чином

Q = 132, 74 > Q_b + Q_sw = 51, 02 + 52, 8 = 104 кН. Оскільки не умова виконується, приймаємо арматуру: d_sw = 8 мм, A_sw = 0, 503 см.

кН/см

см

тому приймаємо c₀=65, 14 см

Q_sw = q_sw · с₀ = 1, 76 · 65, 14 =109, 37 кН.

Таким чином

Q = 132, 74 < Q_b + Q_sw = 51, 02 + 109, 37 = 160, 39 кН.

Оскільки умова виконується, міцність похилих перерізів на приопорних ділянках забезпечена.

2) Визначення величини поперечної сили на середній ділянці балки з кроком =30 см

Зусилля в хомутах визначається за формулою:

Відповідно:

, тому приймаємо c₀=80 см

Величина поперечної сили, яка сприймається хомутами в середній ділянці балки:

Q_sw = q_sw · с₀ = 0, 587 · 80 =46, 96 кН.

Величина поперечної сили, яка сприймається бетоном та хомутами в середній ділянці балки:

Q_b + Q_sw = 51, 02 + 46, 96 = 97, 98 кН

За результатами розрахунку будуємо епюру поперечних сил Q та епюру Q_b + Q_sw для кожного прольоту.

З рисунка видно, що по всій довжині балки виконується умова Q≤ Q_b + Q _sw, от­же міцність похилих перерізів від дії поперечних сил забезпечена.