Вычисление нагрузок на монолитное перекрытие

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные ------------------------------------------------------------------------------------ 3

3. Компоновка конструктивной схемы монолитного перекрытия ----------------- 18

3.2. Расчет и конструирование монолитной плиты ------------------------------------- 20

3.2.1. Определение шага второстепенных балок ---------------------------------------- 20

3.2.2. Выбор материалов -----------------------------------------------------------------------

3.2.3. Расчет и армирование плиты ---------------------------------------------------------- 21

3.3. Расчет по прочности второстепенной балки ---------------------------------------- 23

3.3.1. Назначение размеров второстепенной балки и статический расчет ------- 24

3.3.2. Расчет прочности второстепенных балок по нормальному сечению ----- 25

Библиографический список -------------------------------------------------------------------- 32

Графическая часть – 1 лист формата А2.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Номер зачетной книжки – 11050.

Шифр № 150.

Количество этажей – n_эт=5.

Высота этажа – h_эт=3.0 м.

Количество пролетов – N=4 шт.

Район строительства – город Екатеринбург.

Пролет здания L=6.0 м.

Шаг колонн здания B=5.4 м.

Нормативная временная нагрузка на междуэтажное перекрытие Р=12 кН/м².

Условное расчетное сопротивление основания R₀=0.21 МПа.

КОМПОНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ МОНОЛИТНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

Монолитное перекрытие состоит из монолитной плиты, главных и второстепенных балок. Компоновка конструктивной схемы перекрытия с указанием элементов приведена на рис. 1.

(скомпоновать на чертеже и импортировать с чертежа)

Расчет и конструирование монолитной плиты

Определение шага второстепенных балок

Принимаем толщину монолитной плиты h_пл=60 мм.

Расстояние между второстепенными балками из условия обеспечения жесткости:

L₃≤ 40xh_пл=40x60=2400 мм.

Минимальное количество шагов второстепенных балок в одном пролете:

n=L/40xh_пл=6000/40x60=2, 5, принимаем количество шагов n=3, тогда шаг второстепенных балок: L₃=L/n=6000/3=2000 мм.

Выбор материалов

Назначаем для плиты тяжелый бетон класса B15: g_b1=0, 9; R_b=8, 5 МПа; R_bt=0, 75 МПа, (с учетом g_b1 R_b=7, 65 МПа; R_bt=0, 675 МПа), R_{b ser}=11 МПа, R_{bt ser}=1, 10 МПа, E_b=19500 МПа, бетон естественного твердения.

При армировании полки плиты раздельными плоскими сетками используется стержневая арматура класса A400: R_s=350 МПа, R_sw=280 МПа, R_{s ser}=400 МПа, E_s=200000 МПа.

Второстепенная балка армируется каркасами из арматуры класса A400: R_s=350 МПа, R_sw=280 МПа, R_{s ser}=400 МПа, E_s=200000 МПа.

Расчет и армирование плиты

Плита рассчитывается на действие нагрузки на полосу шириной 1 м. Расчетная схема плиты принимается как многопролетная неразрезная балка, опорами которой являются второстепенные балки. При вычислении нагрузок на 1 м² перекрытия использованы результаты сбора нагрузок, приведенные в таблице 3.1.

Таблица.1.

Вычисление нагрузок на монолитное перекрытие

Предварительно назначаем высоту и ширину сечения второстепенной балки из условий:

h_вб=(1/12…1/15) L=(1/18…1/10)x6000=(500…400) мм,

принимаем h_вб=400 мм.

Ширина второстепенной балки

b_вб=(0, 35…0, 45) h_вб=(0, 35…0, 45)x400=140…180 мм,

принимаем b_вб=150 мм.

Расчетный пролет плиты:

L₀₃=L₃-b_вб=2000-150=1850 мм.

Выровненные изгибающие моменты:

- в средних пролетах и над средними опорами:

M₂=qxL₀₃²/16=18, 935x1, 85²/16=4, 05 кНм/м.

- в первом пролете и на первой промежуточной опоре:

M₁=qxL₀₃²/11=18, 935x1, 85²/11=5, 89 кНм/м.

Рис. 2. Эпюра изгибающих моментов в плите

Монолитные плиты армируются раздельными плоскими сетками с поперечным расположением рабочей арматуры.

Принимаем защитный слой бетона a₃=25 мм, расстояние от центра тяжести арматуры сеток до ближайшей грани сечения a_s=15 мм, тогда рабочая высота сечения h_o=h_пл-a_s=60-15=45 мм.

Ширина сеток:

С1 и С4 – B_С1=B_С4=L₀₃=1850 мм, принимаем B_С1=B_С4=1900 мм.

С2 и С5 – B_С2=B_С5≥ 0, 5хL₀₃+b_вб=0, 5х1850+150=1075 мм,

принимаем B_С2=B_С5=1100 мм.

С3 – B_С3≥ =0, 25*L₀₃+b_вб+15*d=0, 25*1850+150+15*8=732, 5 мм,

принимаем B_С3=850 мм,

где: d=8 мм – диаметр поперечных стержней сеток принятый в первом приближении.

Длина здания:

L_зд=10B=10х5400=54000 мм.

Длина сеток:

L_сет=L_зд-2a₃=54000-2х25=53950 мм.

Подбираем сетку С1:

α _m=M₁/(g_b2хR_bхbхh₀²)=5, 89/(7, 65х10000х0, 045²)=0, 038.

ξ =0, 042; η =0, 979.

A_s=M₁/(R_s*h₀*η)=5, 89х10⁶/(350*45*0, 979)=382, 0 мм²/м.

Принимаем шаг поперечных стержней равным S=100 мм, тогда количество стержней в 1 м длины сетки равно n₁=10.

Требуемая площадь сечения 1 стержня:

A_s1=A_s/n₁=382/10=38, 2 мм².

Принимаем поперечные стержни Æ 8 A400 (A_s1=50, 3 мм²).

Сетка С1:

.

Подбираем сетку С2:

Подбираем сетки С3 и С4:

α _m=M₂/g_b2хR_bхbхh₀²=4, 04/7, 65х0, 2х10000х0, 045²=0, 0261.

ξ =0, 029; η =0, 985.

A_s=M₂/(R_sхh₀хη)=4, 04х10⁶/(350*45*0, 985)=260, 4 мм²/м.

Принимаем шаг поперечных стержней равным S=100 мм, тогда количество стержней в 1 м ширины сетки равно n₁=10.

Требуемая площадь сечения 1 стержня:

A_s1=A_s/n₁=260, 4/10=26, 0 мм².

Принимаем поперечные стержни Æ 6 A400 (A_s1=28, 3 мм²).

Сетка С3:

Сетка С4:

Параметры сетки С5 назначаются по конструктивным требованиям:

.

Рис. 3. Вариант армирования плиты раздельными сетками