Компоновка конструктивной схем ребристого перекрытия.

Введение.

Ребристое перекрытие состоит из плит, второстепенных и главных балок. Главные балки в ребристом перекрытии располагают обычно по колоннам, между главными балками располагаются второстепенные балки, плита располагается по верху главных и второстепенных балок, монолитно объединяя их.

Сущность конструкции монолитного ребристого перекрытия в том, что бетон в целях экономии удален из растянутой зоны сечений, где сохранены лишь ребра, в которых сконцентрирована растянутая арматура. Полка ребер – плита - работает на местный изгиб по пролету равному расстоянию между второстепенными балками.

По конструктивному решению существует два варианта ребристых перекрытий с балочными плитами и плитами опертыми по контуру. Плита является балочной, если выполняется условие: , в противном случае плита является опертой по контуру.

Балочные плиты перекрытия работают на изгиб в коротком направлении. Величиной изгибающего момента в продольном направлении пренебрегают из-за его незначительной величины.

Плиты опертые по контуру работают на изгиб в продольном и поперечном направлениях. Величины изгибающих моментов в продольном и поперечном направлениях близки по величине.

 

Компоновка конструктивной схем ребристого перекрытия.

Предварительные размеры поперечного сечения балок с учетом их веса на основе опыта проектирования принимаются в зависимости от пролетов:

- главных балок - = и кратно 100 мм

- второстепенных балок - h_вб= и кратно 100 мм

-ширина балок - = и кратно 50 мм

Предварительно назначим следующие длины площадок опирания:

- для плит - 100 мм

- для второстепенных балок – 250 мм

- для главных балок – 350 мм

Предварительно определяем толщины плит и размеров поперечного сечения балок, делаем сравнение двух вариантов.

 

 

I вариант

Название элемента	Поперечное сечение элемента (эскиз)	Высота элемента, мм	Ширина элемента, см
Плита		h=60	b=1000
Второстепенная балка		hвб=	=
Главная балка		=	=

 

II вариант

Название элемента	Поперечное сечение элемента (эскиз)	Высота элемента, см	Ширина элемента, см
Плита		h=70	b=1000
Второстепенная балка		hвб=	=
Главная балка		=	=

 

Требуемый объем бетона на 1 этаж:

№ варианта/название элемента	Главная балка V, м^3	Второстепенная балка V, м^3	∑V
I	(0,6х0,25х6)х18=26,13	(0,4х0,15х7,55)х56=111,7	250,6
II	(0,7х0,3*7,4)х14=26,9	(0,3х0,15х6,1)х60=68,7	95,6

Следовательно для последующего расчета принимаем вариант № 2

План междуэтажного перекрытия вариант № I

 

 

 

План междуэтажного перекрытия вариант № II

 

 

Расчет и конструирование плиты.

Железобетонные плиты - это плоские конструкции, толщина которых значительно меньше ширины и длины.

 

Исходные данные:

а) бетон класса C20/25: =14,5 МПа; МПа.

б) плита армируется сварными сетками с поперечной рабочей арматурой класса А500С; =45,5 МПа;

в) временная нагрузка - =5 кН/м²;

г) коэффициент надежности по ответственности здания - =1.1;

Определение расчетных пролетов плиты:

Плита заводится в кирпичную стену на величину с=12 см

 

Определение расчетных пролетов:

 

Определение нагрузки на плиту:

№	Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м^2	Коэффициент надежности,	Расчетная нагрузка, кН/м^2
	Постоянная
	Железобетонная плита h=60 мм, r=25кН/м^3	1,5	1,1	1,65
	Конструкция пола: Керам. Плитка P=18x20 Фанера h=12мм, δ=8 кН/м^3 Цементно-песчаная стяжка h=40 мм,δ=18 кН/м^3	0,036   0,54   0.3	1,3   1,3   1,3	0,468   0,702   0,39
	Всего постоянных	=1.2		3,21
	Переменная
	Полезная нагрузка	5	1,2	=6

 

Полная расчетная нагрузка на 1 м² плиты

3.21*1.1+6*1.1=10,13 кН/мп

 

Определение усилий:

кНм

кНм

Эпюра изгибающих моментов в плите.

 

Определение толщины плиты:

Рабочая высота сечения:

где b=100 см – расчетная ширина плиты

коэффициент соответствующий рекомендуемой по экономическим условиям относительной высоте сжатой зоны бетона

Полная толщина плиты:

h=d+

где Æ=10 мм – диаметр стержня рабочей арматуры

с=10 мм – номинальный защитный слой бетона

h=4,1+5+1/2=5,6 см

Назначаем полную толщину плиты (с кратностью – 1см). Принимаем h=6 см

Поперечное сечение плиты

 

Уточняем рабочую высоту сечения:

 

Определение площади продольной рабочей арматуры

Для восприятия изгибающих моментов в растянутых зонах устанавливаются плоские сварные сетки с рабочей арматурой класса А500С, В500, с расчетным сопротивлением , =500 МПа.

Подбор арматуры сведен в таблицу, а ее размещение показано на схемах.

 

 

Сочетания загружений

197.3197.3197.3

Сумма загружений
1+2	83.3	-109.8	-154.1	-103,5	-94.8	83.34	16.7	16.7	122.69	-73,8
1+3	111.9	26.65	-58.64	143.94	153.8	-111.9	26.65	-111.9	-58.64	-153.8
1+4	15.99	127.9	-148.4	-42.65	127.9	-127.9		-127.9	-15.99	-15.99
1+5	123,3	-13,3	-298,6		192,1	-496,6			-205,8	-38,1

 

Перераспределение моментов для сочетания загружений 1+4 (17%)

(Примечание: а – исходная ЭМ, б– добавочная ЭМ, в – перераспределенная ЭМ)

 

 

Огибающие эпюры моментов

Определение размеров поперечных сечений второстепенной балки:

Характеристики рабочей ширины полки второстепенной балки

 

Рабочая ширина полки главной балки крайнего пролета:

- свесы полок

= 0,2*3,05 +0,1*6.63=1,27 м

При этом должны выполняться условия:

1,27≤0,2*6,63=1,33

м

Расчетное сечение в крайнем пролете.

 

Рабочую ширину полки главной балки средних пролетов:

- свесы полок

= 0,2*3,05+0,1*5,46=1,16 м

При этом должны выполняться условия:

1,16≤0,2*5,46=0,11

Условие не выполняется, поэтому принимаем

Проверяем условие:

1,1≤3,05

м

 

Расчетное сечение в среднем пролете.

 

В приопорных зонах второстепенных балок, свесы полок не учитывают, поскольку они расположены в растянутых зонах, согласно эпюре изгибающих моментов, и поперечные сечения являются прямоугольные.

 

Определяем рабочую высоту главной балки:

M_с^{г р} =

M_max= 49660кНсм - наибольший по модулю изгибающий момент в сечении второстепенной балки.

- коэффициент условия работы бетона

Полная высота главной балки:

а = 6 см - расстояние от центра тяжести арматуры, подверженной растяжению, до наиболее растянутой грани сечения.

Назначаем полную высоту второстепенной балки с кратностью – 10 см, принимаем h=70 см

Уточняем рабочую высоту сечения:

 

Определение площади продольной арматуры:

Определим для расчетных сечений главной балки, где проходит граница сжатой зоны бетон:

Крайний пролет:

=50410кНсм – максимальный изгибающий момент в крайнем пролете.

=1,7*6*284*71=176704=кНсм

≤ – следовательно, граница сжатой зоны бетона проходит в пределах высоты полки.

Средний пролет:

=32610кНсм

=1,7*6*250*61=155550кНсм

≤ – следовательно, граница сжатой зоны бетона проходит в пределах высоты полки.

 

 

Нагрузка на фундамент

Нагрузка на фундамент передается от колонны. При этом под подошвой фундамента возникает реактивный отпор грунта основания. При передаче нагрузки по оси колонны эпюра реактивного сопротивления грунта под подошвой фундамента - прямоугольная.

Плитная часть фундамента является изгибающим элементом, который за-гружен по всей плоскости равномерной нагрузкой. В результате в сечениях плиты возникают изгибающие моменты и поперечные силы.

 

Армирование фундамента

Определим изгибающие моменты для расчета рабочего армирования фундамента. Изгибающие моменты определяют в сечениях с резким перепадом рабочей высоты сечения, сеч. I-I и II-II, III – III, проходящие по контуру ступеней фундамента.

- среднее давление под подушкой фундамента от расчетной нагрузки

 

Литература

1) ДСТУ Б.В. 2.6-154:2010 «Сборно-монолитные конструкции».

2) ДСТУ 3760:2006 «Прокат арматурной стали».

3) ДБН В.2.6.-98:2009 «Бетонные и железобетонные конструкции».

4) ДБН В.1.2. – 2:2006 «Нагрузки и воздействия».

5) Байков В. Н., Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции: Общий курс. Учебник для вузов. — 4-е изд., перераб. — М.: Стройиздат, 1985. -728 с., ил.

6) Железобетонные конструкции: Курсовое и дипломное проектирование / Под ред. А. Я. Барашикова. — К.: Вищашк. Головное изд-во, 1987. -416 с.

7) Методические указания «Проектирование многоэтажного каркасного гражданского здания», г. Симферополь 2012 г., Жигна В.В., Глушаков Н.Н.

8) Бондаренко В. М., Судницын А. И. Расчёт строительных конструкций. Железобетонные и каменные конструкции: Учеб.пособие для строит. вузов. — М.: Высш. шк., 1984. -176 с., ил.

9) И.Н. Тихонов «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», Москва 2007.

 

Введение.

Ребристое перекрытие состоит из плит, второстепенных и главных балок. Главные балки в ребристом перекрытии располагают обычно по колоннам, между главными балками располагаются второстепенные балки, плита располагается по верху главных и второстепенных балок, монолитно объединяя их.

Сущность конструкции монолитного ребристого перекрытия в том, что бетон в целях экономии удален из растянутой зоны сечений, где сохранены лишь ребра, в которых сконцентрирована растянутая арматура. Полка ребер – плита - работает на местный изгиб по пролету равному расстоянию между второстепенными балками.

По конструктивному решению существует два варианта ребристых перекрытий с балочными плитами и плитами опертыми по контуру. Плита является балочной, если выполняется условие: , в противном случае плита является опертой по контуру.

Балочные плиты перекрытия работают на изгиб в коротком направлении. Величиной изгибающего момента в продольном направлении пренебрегают из-за его незначительной величины.

Плиты опертые по контуру работают на изгиб в продольном и поперечном направлениях. Величины изгибающих моментов в продольном и поперечном направлениях близки по величине.

 

Компоновка конструктивной схем ребристого перекрытия.

Предварительные размеры поперечного сечения балок с учетом их веса на основе опыта проектирования принимаются в зависимости от пролетов:

- главных балок - = и кратно 100 мм

- второстепенных балок - h_вб= и кратно 100 мм

-ширина балок - = и кратно 50 мм

Предварительно назначим следующие длины площадок опирания:

- для плит - 100 мм

- для второстепенных балок – 250 мм

- для главных балок – 350 мм

Предварительно определяем толщины плит и размеров поперечного сечения балок, делаем сравнение двух вариантов.

 

 

I вариант

Название элемента	Поперечное сечение элемента (эскиз)	Высота элемента, мм	Ширина элемента, см
Плита		h=60	b=1000
Второстепенная балка		hвб=	=
Главная балка		=	=

 

II вариант

Название элемента	Поперечное сечение элемента (эскиз)	Высота элемента, см	Ширина элемента, см
Плита		h=70	b=1000
Второстепенная балка		hвб=	=
Главная балка		=	=

 

Требуемый объем бетона на 1 этаж:

№ варианта/название элемента	Главная балка V, м^3	Второстепенная балка V, м^3	∑V
I	(0,6х0,25х6)х18=26,13	(0,4х0,15х7,55)х56=111,7	250,6
II	(0,7х0,3*7,4)х14=26,9	(0,3х0,15х6,1)х60=68,7	95,6

Следовательно для последующего расчета принимаем вариант № 2

План междуэтажного перекрытия вариант № I

 

 

 

План междуэтажного перекрытия вариант № II