Часть II. Сборный вариант плоского перекрытия с балочными плитами.
1) КОМПОНОВКА И ВЫБОР ВАРИАНТОВ ПЕРЕКРЫТИЯ.
1.1) КОМПОНОВКА ВАРИАНТОВ.
Сборное балочное перекрытие состоит из сборных панелей и поддерживающих их ригелей. Применяем пустотные панели с овальными пустотами. Пустотные панели можно раскладывать только по схеме с вкладышами-распорками между колоннами.
Панели имеют номинальную длину 5-7м. и ширину 1,0-1,5м. В ряде случаев можно применять панели больших размеров. Длина ригеля принимается от 6 до 8м.
Рассмотрим 3 варианта конструктивной схемы перекрытия и выберем наиболее экономичный по минимальному объему используемого бетона и веса арматуры.
Рисунок 22- Вариант 1 сборного перекрытия
Число колонн – 12[шт]
Число ригелей – 16 [шт]
Число панелей перекрытия – 100 [шт]
Число вкладышей – 15 [шт]
Рисунок 23 - Вариант 2 сборного перекрытия
Число колонн – 16[шт]
Число ригелей – 20 [шт]
Число панелей перекрытия – 125 [шт]
Число вкладышей – 20 [шт]
Рисунок 24 – Вариант 3 сборного перекрытия
Число колонн – 15[шт]
Число ригелей – 20 [шт]
Число панелей перекрытия – 120 [шт]
Число вкладышей – 18 [шт]
1.2) СРАВНЕНИЕ И ВЫБОР ВАРИАНТА.
Таблица 3 – Сравнение вариантов сборного перекрытия
| Сравниваемые элементы. | 1вариант | 2 вариант | 3 вариант |
| Плита перекрытия | 100 | 125 | 120 |
| Ригель | 16 | 20 | 20 |
| Колонна | 12 | 16 | 15 |
| Монолитный участок | 15 | 20 | 18 |
| Всего | 143 | 181 | 173 |
Принимаем 1 вариант, так как он наиболее экономичный.
1.3) КОРРЕКТИРОВКА ОСНОВНОГО ВАРИАНТА
; [мм];
- ширина ригеля по верху (300мм);
- число ригелей вдоль длины панелей (4 шт);
- число панелей по длине (5 шт);
Рисунок 25 – Привязка панелей перекрытия к осям здания
; [мм];
Рисунок 26 – Откорректированный вариант сборного перекрытия
2) РАСЧЕТ КОНСТРУИРОВАНИЕ ПАНЕЛЕЙ
2.1) ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ И СБОР НАГРУЗОК
Определим площадь поперечного сечения панели:
Рис. 5
Нормативная нагрузка на плиту:
Сбор нагрузок приведён в таблице 2:
Таблица 4 – Сбор нагрузок на панель перекрытия
| Нагрузка | Норм, кН | γf
|
γn
|
Расч, кН |
Постоянная:
1) Собственный вес панели: 2) Цементно-песчаная стяжка(20[мм]): (=22[кН/м3
3) Плитка керамическая (13[мм]), =18[кН/м3
Временная
1) Полезная 2) Кратковременная нагрузка 3) Длительно действующая |
2,463 0,44 0,234 10,2 (1,5) (8,7) |
1,1 1,3 1,1 1,2 |
0,95 0,95 0,95 0,95 |
2,574 0,5434 0,244 11,628 |
| Итого: | 13,337 | 14,989 |
2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЙ
Усилия для расчета продолных ребер панели.
- Усилия для расчета по первой группе предельных состояний.
Рисунок 22 – Схема расчета пустотной панели
;
;
;
6188[мм];
85,375[кН∙м];
55,187[кН];
Усилия от полной нормативной нагрузки.
- Усилия для расчета по второй группе предельных состояний.
;
;
;
75,965[кН∙м];
49,105[кН];
Усилия от длительно действующей нагрузки.
2.3. ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ
Бетон В20 Rb
=11,5 МПа; Eb
=27∙103
[МПа];
(панель) Rbt
=0,9 МПа
0,9 ∙ Rb
= 10,35 МПа; 0,9 ∙ Rbt
= 0,81 МПа.
Бетон В25 Rb
=14,5МПа;
(ригеля) Rbt
=0,75МПа
0,9 ∙ Rb
= 13,05 МПа; 0,9 ∙ Rbt
= 0,675 МПа.
Арматура А-IIIRs
=365МПа (для арматуры диаметром 10-40 мм); . (ригеля) Es
=20∙104
[МПа];
Арматура А-IIRs
=280МПа . (панель)
2.4. Проверка размеров сечения плиты перекрытия
Сечение панели приводим к тавровому.
Рис.7
Проверяем условие прочности по наклонной сжатой полосе:
;;
[кН];
Условие выполняется. Разрушение бетона по наклонной сжатой полосе не произойдет.
2.5. РАСЧЕТ ПАНЕЛЕЙ ПЕРЕКРЫТИЯ ПО ПЕРВОЙ ГРУППЕ
ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
2.5.1. РАСЧЕТ ПАНЕЛЕЙ ПО СЕЧЕНИЯМ НОРМАЛЬНЫМ К
ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ
- Расчет продольных ребер панели перекрытия.
Расчет производим как для таврового приведенного сечения
1) M=85,375[кН∙м];
0,400-0,035=0,365[м];
; =0,05[м]; =0,365[м];
225,216[кН∙м];
следовательно граница сжатой зоны проходит через полку сечения.
2) 0,400-0,035=0,365[м];
3)
4)
5)
; ; [МПа]; =280[МПа] (по СНиП 2.03.01-84 для арматуры класса А-II).
500[МПа] ( при );
;
0,6316;
6) ;
0,001386 [м2
] или 13,86[см2
];
Принимаем арматуру 7Ø16А-II, [см2
];
7) 2,974[см];
8) Проверка прочности
137,949[кН∙м]>85,375[кН∙м];
Условие выполняется.
2.5.2. РАСЧЕТ ПО СЕЧЕНИЯМ НАКЛОННЫМ К
ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ
- Расчет приопорного участка
=55,187 [кН]
Проверяем необходимость постановки поперечной арматуры по расчёту:
7
Условие не выполняется. Арматуру устанавливаем по расчёту.
Проверяем 1-ое условие прочности на действие поперечной силы по наклонному сечению:
Принимаем из условия свариваемости диаметр поперечной арматуры:
Т.к. участок приопорный, то
Определяем интенсивность хомутов:
Момент, воспринимаемый бетоном сжатой зоны над вершиной наклонного сечения:
=2 - для тяжёлого бетона.
Длина проекции расчетного наклонного сечения:
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном в вершине наклонного сечения:
Определяем поперечную силу воспринимаемую хомутами:
,
т.е. прочность по наклонному сечению обеспечена.
Проверяем 2-ое условие прочности по наклонному сечению на участке между двумя соседними хомутами:
Все условия выполняются, значит, арматуру подобрали верно.
Средний участок:
Проверяем необходимость постановки поперечной арматуры по расчёту:
Условие не выполняется. Арматуру устанавливаем по расчёту.
Проверяем 1ое условие прочности на действие поперечной силы по наклонному сечению:
Принимаем из условия свариваемости диаметр поперечной арматуры:
Т.к. участок пролетный, то
Определяем интенсивность хомутов:
Момент, воспринимаемый бетоном сжатой зоны над вершиной наклонного сечения:
=2 - для тяжёлого бетона.
Длина проекции расчетного наклонного сечения:
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном в вершине наклонного сечения:
Определяем поперечную силу воспринимаемую хомутами:
,
т.е прочность по наклонному сечению обеспечена.
Проверяем 2е условие прочности по наклонному сечению на участке между двумя соседними хомутами:
Все условия выполняются, арматуру подобрали верно.
2.5.3 Расчёты на местное действие нагрузок
2,728
10,91
Определяем граничную высоту сжатой зоны по формуле:
где w - характеристика сжатой зоны бетона, определяемая по формуле:
- коэффициент, зависящий от вида бетона, для тяжелого бетона α
= 0,85;
- расчетное сопротивление бетона при сжатии,
;
- для ненапрягаемой арматуры;
- расчетное сопротивление арматуры. Для арматурных сеток принимаем арматуру класса Bp-I,
;
- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны,
Находим коэффициент α
m
:
По коэффициенту α
m
с помощью таблиц определяем коэффициенты η
и ξ,
которые соответственно равны:
Проверяем, чтобы значение ξ
было меньше ξ
R
:
Определяем требуемую площадь арматуры:
Подбираем сетки:
Рис.9
Площадь рабочей поперечной арматуры на 1 п.м. сетки: Asф
= 1,31 см².
2.6. Расчёт плиты перекрытия по второй группе
предельных состояний
Геометрические характеристики приведённого сечения:
Рис. 10
- общая площадь арматуры.
Эквивалентная площадь арматуры:
,- соответственно модули упругости арматуры и бетона.
Площадь бетона:
Приведённая площадь сечения:
Определим статический момент сопротивления относительно нижней грани приведённого сечения:
Положение центра тяжести всего приведенного сечения:
Момент инерции приведённого сечения:
- расстояние от центра тяжести i-го элемента до ц. т. приведённого сечения;
- собственный момент инерции i-го элемента;
Момент сопротивления приведённого сечения:
2.6.1 Расчёты трещиностойкости сечений нормальных
к продольной оси
Панель эксплуатируется в закрытом помещении без агрессивной среды, поэтому ей предъявляется 3-я категория трещиностойкости, т.е. допускается продолжительное и непродолжительное раскрытие трещин.
Допускаемая продолжительная ширина раскрытия трещин , непродолжительная - .
Расчёт на образование трещин:
Трещины не образуются, если соблюдается условие:
,
- максимальный момент от полной нормативной нагрузки;
- момент, при котором трещины образуются.
- пластический момент сопротивления,
- для тавра;
Условие не выполняется, требуется расчет на образование трещин.
Выполняем расчёт на раскрытие трещин.
- диаметр продольной арматуры;
- коэффициент, учитывающий напряжённое состояние (изгибаемый элемент);
- коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки;
- для длительно-действующей нагрузки;
- для кратковременной нагрузки.
- соответствующий момент;
Плечо для соответствующего момента:
- для тяжёлого бетона.
- коэффициент, учитывающий вид арматуры (стержневая).
1) Определяем продолжительную ширину раскрытия трещин:
- момент от продолжительной нагрузки;
2) Определяем непродолжительную ширину раскрытия трещин от полной нагрузки:
- момент от полной нагрузки
3) Определяем непродолжительную ширину раскрытия трещин от длительно действующей нагрузки:
- момент от продолжительной нагрузки
Условие соблюдается, значит, оставляем выбранный диаметр арматуры.
2.6.2 Расчёты трещиностойкости сечений наклонных
к продольной оси
Трещины не образуются, если выполняется следующее условие
- наибольшая величина поперечной силы от полной нормативной нагрузки;
- наибольшая величина поперечной силы, которая воспринимается только бетоном для предельного состояния 2 группы.
Условие выполняется. Трещины не образуются. Поэтому расчёт на образование трещин не производим.
2.6.3. Расчёты прогибов
Прогибы считаем, определяя кривизну с учетом наличия трещин и упругопластических свойств бетона.
Непродолжительная величина прогиба:
- продолжительная величина прогиба;
- прогиб от непродолжительного действия полной нормативной нагрузки;
- прогиб от непродолжительного действия длительной нагрузки;
- прогиб от продолжительного действия длительной нагрузки.
- коэффициент, учитывающий схему загружения;
- соответствующая кривизна элемента;
- соответствующий момент;
-соответствующее плечо пары сил;
- коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона на участке между трещинами;
- при непродолжительном действии нагрузки;
- при продолжительном действии нагрузки;
- коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок;
- коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки;
- при продолжительном действии нагрузки;
-при непродолжительном действии нагрузки.
1) Прогиб от непродолжительного действия полной нормативной нагрузки:
- момент от непродолжительной нагрузки;
;
;
;
;
;
2) Прогиб от непродолжительного действия длительной нагрузки:
- момент от длительной нагрузки;
;
;
;
;
;
;
;
2) Прогиб от продолжительного действия длительной нагрузки:
- момент от продолжительной нагрузки;
;
;
;
;
;
;
;
Панель удовлетворяет условиям.
2.7. Проверка плиты перекрытия на нагрузки при транспортировке и монтаже
Для монтажа и транспортировки панели предусматриваются петли из арматуры А-I.
Нагрузка от собственного веса:
- динамический коэффициент;
- нагрузка от собственного веса панели на 1 м².
Подбираем площадь сечения арматуры:
Принимаем 2 стержня из арматуры A-I Æ10 мм: As=1,57 см².
Делаем проверку прочности:
Условие выполняется.
2.8. Расчет монтажных петель
При подъёме петель нагрузка от собственного веса передаётся на 2 петли. Тогда нагрузка на 1 петлю равна:
Подбираем петлю из арматуры A-I диаметром 10 мм и
2.9 Конструирование плиты перекрытия
Рис. 11
Рис. 12
3. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПРОЛЕТНОГО
НЕРАЗРЕЗНОГО РИГЕЛЯ
3.1. ОПРЕДЕЛНИЕ РАЗМЕРОВ СЕЧЕНИЯ
;
=5950[мм];
595,00[мм]=600[мм];
;
180=200[мм];
Рисунок 35 – Назначение размеров неразрезного ригеля.
3.2 Сбор нагрузок на ригель
3.3. Определение расчётных усилий с построением эпюр
Ригель рассчитывают как неразрезную равнопролётную балку (пролёты должны отличаться не более чем на 10%) методом предельного равновесия. Расчётные пролёты принимаются для средних ригелей расстояние между осями колонн;
При различны схемах загружения моменты и поперечные силы определяются по следующим формулам:
- справочный коэффициент, зависящий от схемы загружения и от количества пролётов ригеля;
3.4. Характеристики материалов
Класс бетона согласно заданию – В 25.
=14,5 МПа;
=1,05 МПа.
С учетом длительности действия нагрузки при определяем расчетные сопротивления бетона сжатию и растяжению:
Арматура класса AIII: , диаметр 10-40 мм
3.5. ПРОВЕРКА РАЗМЕРОВ СЕЧЕНИЯ РИГЕЛЯ.
1.Проверяем высоту сечения по максимальному опорному моменту:
; b = 0,3 м (ширина ригеля - конструктивно); h =0,6 м(высота ригеля)
h =1м(высота ригеля)
2. Проверка по наклонной сжатой полосе:
Коэффициент φw
1
учитывает влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента.
Принимаем φw
1
=1.
Условие прочности выполняется.
3.6. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СЕЧЕНИЙ НОРМАЛЬНЫХ К
ПРОЖОЛЬНОЙ ОСИ..
1) Расчёт на положительные моменты пролётов
Рис.36
Рассматриваем 1пролет
=
Принимаем арматуру 6Ø22А-III, [см2
];
Рассматриваем 2 пролет.
Принимаем арматуру 6Ø18А-III, [см2
];
2) Расчёт на отрицательные моменты на опорах:
Рассматриваем первую опору
Момент по грани колонны:
Моп
= М – Qоп
*(hк
/2) = 540,38 – 538,59*(0,4/2) = 432,662 кНм
Принимаем арматуру 6Ø18А-III, [см2
];
Рассматриваем вторую опору
Момент по грани колонны:
Моп
= М – Qоп
*(hк
/2) = 540,38 – 455,42*(0,4/2) = 449,296 кНм
Принимаем арматуру 6Ø18А-III, [см2
];
3.7. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СЕЧЕНИЙ, НАКЛОННЫХ
К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ.
Расчёт будем вести на приопорных и средних участках в крайнем и среднем пролётах. Первое условие по наклонной сжатой полосе проверено для всех пролетов при проверке размеров сечения второстепенной балки.
Крайний пролет (приопорный участок)
:
Q = 394,17кН
127,327<394,17[кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =28 / 4 = 7мм
Принимаем d
sw
= 8 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(412,895/2)2
/326,786] =130,423 кН/м > 77,638 кН;
В дальнейших расчетах используем qsw
= 130,423 кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
30[см]
Принимаем Sk
= 30 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
1
=0,503 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000503*3)/130,423=0,202 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/412,895=0,72 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=200м
1,58[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию удовлетворяет
Принимаем С0
=1,58 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
206,827[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
216,068[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
, кН
, кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
1633,93>394,17[кН];
Условие выполняется.
Крайний пролёт (2 приопорный участок)
:
Q = 538,59кН
127,327<538,59[кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =18 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(632,654/2)2
/326,786] =306,202 кН/м > 77,638 кН;
В дальнейших расчетах используем qsw
= 306,202
кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
30[см]
Принимаем Sk
= 30 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/306,202=0,122 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/632,654=0,472 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=100мм
Принимаем
1, 033[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию удовлетворяет
Принимаем С0
=1, 033 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
316,346[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
316,306[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
, кН
, кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
3267,89>538,59 [кН]
Условие выполняется.
Второй пролет (приопорный участок)
:
Q = 497,42 кН
127,327<497,42[кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =18 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(577,312/2)2
/326,786] =254,975 кН/м > 77,638 кН;
В дальнейших расчетах используем qsw
= 254,975
кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
30[см]
Принимаем Sk
= 30 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/254,975=0,185 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/577,312=0,382 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=100мм
1,54м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию удовлетворяет
Принимаем С0
=1,54 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
232,199[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
402,662[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
, кН
, кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
3267,89>497,42 [кН];
Условие выполняется.
Второй пролет (2 приопорный участок)
:
Q = 455,42 кН
127,327<455,42 [кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =18 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(531,671/2)2
/326,786] =216,253 кН/м > 77,638 кН;
В дальнейших расчетах используем qsw
= 216,253кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
30[см]
Принимаем Sk
= 30 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/216,253=0,139 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/531,671=0,322 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=100мм
1,22[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию удовлетворяет
Принимаем С0
=1,22 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
267,857[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
263,829[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
, кН
, кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
3267,89>455,42 [кН];
Условие выполняется.
1 Пролетный участок
:
Q = 157,668 кН
127,327<157,668 [кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =22 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(150,396/2)2
/326,786] =17,304 кН/м
В дальнейших расчетах используем qsw
= 77,638 кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
67,5[см]
Принимаем Sk
= 65 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/ 77,638
=0,291 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/150,396=1,98 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=250мм
2,05[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию не удовлетворяет
Принимаем С0
=1,64 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
199,259[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
127,326[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
, кН
, кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
1307,144>157,668 [кН];
Условие выполняется.
2 Пролетный участок
:
Q = 238,21 кН
127,327<238,21 [кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =18 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(371,277/2)2
/326,786] =105,456 кН/м
В дальнейших расчетах используем qsw
= 105,456 кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
67,5[см]
Принимаем Sk
= 65 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/ 105,456
=0,241 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/371,277=0,805 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=200мм
3,09[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию не удовлетворяет
Принимаем С0
=1,64 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
199,259[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
172,947[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
, кН
, кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
1633,93>238,21 [кН];
Условие выполняется.
3 Пролетный участок
:
Q = 243,21 кН
127,327<243,21 [кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =18 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(300,066/2)2
/326,786] =35,572 кН/м
В дальнейших расчетах используем qsw
= 77,638 кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
67,5[см]
Принимаем Sk
= 65 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/ 77,638
=0,291 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/300,066=0,97 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=250мм
2,05[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию не удовлетворяет
Принимаем С0
=1,64 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
199,259[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
127,326[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
, кН
, кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
1307,144>243,21 [кН];
Условие выполняется.
4 Пролетный участок
:
Q = 323,154 кН
127,327<323,154 [кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =18 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(254,425/2)2
/326,786] =49,52 кН/м
В дальнейших расчетах используем qsw
= 77,638 кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
67,5[см]
Принимаем Sk
= 65 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/ 77,638
=0,291 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/254,425=1,17 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=250мм
2,05[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию не удовлетворяет
Принимаем С0
=1,64 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
199,259[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
127,326[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
, кН
, кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
1307,144>323,154 [кН];
Условие выполняется.
3.9. РАСЧЕТ УЗЛА СОПРЯЖЕНИЯ РИГЕЛЯ С КОЛОННОЙ.
Определяем площадь сечения закладных деталей:
Аpl
= Mоп
/Z*Ry
Ry
= 24,5 кН/см2
Аpl
= 513,312*100/85,5*24,5 = 24,405 см2
=300мм
=400мм
Определим длину сварных швов
1,3 - обеспечение надежной работы сварного шва по выровненному моменту;
¾ катет сварного шва, м
kf
<=1,2* tpl
к
=1,2*8=9,6 мм; принимаем kf
=8мм
-расчетное сопротивление сварного шва на срез для сварки электродами Э42 = 180000 кН*м
N = Mоп
/Z = 513,312/0.855 = 600,365 кН – продольная сила
Т = Q*f = 632,554*0,15 = 94,883 кН – реакция от трения одной закладной детали о другую
f = 0,15 – коэффициент трения
Определяем минимальную длину закладных деталей при двустороннем сварном шве:
Определяем толщину закладной детали
=12.2мм 8мм
3.8. ЭПЮРА МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУИРОВАНИЯ РИГЕЛЯ.
| № | d мм | As1
|
h0 | ξ | η | zв | Mед кН |
| 1 | Ø22 | 0,002281 | 0,89 | 0,238 | 0,880 | 0,783 | 123,74 |
| 2 | Ø18 | 0,001527 | 0,89 | 0,149 | 0,925 | 0,823 | 89,06 |
| 3 | Ø18 | 0,001527 | 0,89 | 0,149 | 0,925 | 0,823 | 89,06 |
| 4 | Ø18 | 0,001527 | 0,87 | 0,158 | 0,920 | 0,800 | 80,22 |
Определим значения W
и 20d
для стержней, которые будем обрывать.
Q – расчетная поперечная сила в рассматриваемом сечении, принимаемая с помощью эпюры арматуры и эпюры поперечных сил,
d – диаметр обрываемого стержня,
qsw
- интенсивность поперечных стержней:
|
|
|
|
|
||
| 1 | |||||
| слева | 0,022 | 115,5 | 394,17 | 0,44 | 6,93 |
| справа | 0,018 | 115,5 | 538,59 | 0,36 | 9,41 |
| 2 | |||||
| слева | 0,018 | 115,5 | 497,42 | 0,36 | 8,70 |
| справа | 0,018 | 46,2 | 455,42 |
0,36 | 19,80 |
4. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.
1. В.Н. Байков, Э.Е. Сигалов/ Железобетонные конструкции. Общий курс. – Москва, Стройиздат, 1991.
2. СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»×, Госстрой СССР, М.: 1989.
3. Стуков В.П Монолитный вариант плоского перекрытия с балочными плитами./ Методические указания к КП №1 «Железобетонные конструкции», РИО АЛТИ, 1979.
4. Стуков В.П. Сборный вариант плоского перекрытия с балочными плитами. Компоновка перекрытия и проектирование панели/ Методические указания к КП №1 «Железобетонные конструкции», РИО АЛТИ, 1981.
5. Стуков В.П Железобетонные конструкции/ Основные данные и нормативные материалы к КП №1, 2, РИО АЛТИ, 1992.
6. Русланов В.М./ Строительные конструкции зданий и основы их расчета. М.: Высшая школа, 1987.