Ч. ІІ. Проектування залізобетонних конструкцій.

Завдання на проектування

Необхідно запроектувати несучі залізобетонні конструкції багатоповерхового будинку з неповним каркасом за наступними даними:

– призначення будинку – цивільний, ІІ класу відповідальності;

– місце будівництва – м. Київ;

– розміри будинку в плані (в осях) – 52,8×18,6 м;

– крок колон поздовжній – 6,6 м;

– крок колон поперечний – 6,2 м;

– висота поверху – 3,5м;

– кількість поверхів – 5;

– матеріал монолітних конструкцій: бетон важкий класу C16/20;

– конструкція підлоги – індивідуальна.

 

Ч. ІІ. Проектування залізобетонних конструкцій.

Компонування конструктивної схеми монолітного ребристого перекриття з балковими плитами.

Приймаємо несучу конструктивну систему будинку у вигляді неповного каркасу, тобто із зовнішніми несучими цегляними стінами завтовшки 510мм і внутрішнім залізобетонним каркасом. З метою забезпечення жорсткої конструктивної схеми будинку, довжина якого 52,8 м, передбачаємо проміжну поперечну цегляну стіну товщиною 38 см., виходячи з вимог п. 6.7 норм проектування кам’яних і армокам’яних конструкцій (СНіП ІІ-22-81 [4]), а саме: віддаль між поперечними стінами І групи мурування не повинна перевищувати 42м. Проектуємо ребристе балкове перекриття у вигляді монолітної залізобетонної плити, другорядних і головних балок-ребер. Монолітні залізобетонні колони розташовуємо на перетині розбивних координатних осей із сіткою L₁ × L₂ =6,6×6,2м, головні балки розташовуємо вздовж будинку, перекриваючи більший проліт l_mb =6,6 м., а другорядні балки – поперек будинку, перекриваючи менший проліт l_sb =6,2 м. Крок другорядних балок приймаємо в межах 1,5..2,7 м, ділячи головну балку на 3..5 рівних частин по довжині, а саме: a_sb = l_mb /3=6,6/3=2,2м.При цьому для фрагменту плити перевіряємо співвідношення сторін її опорного контуру із другорядних і головних балок – l₁/l₂ >2, при якому плиту відносять до типу балкової (при співвідношенні сторін опорного контуру l₁/l₂ ≤2 плиту відносять до типу обпертої по контуру). На рис. 1.1. наведено план-схему монолітного перекриття, для якого співвідношення сторін l₁/l₂ = l_sb / a_sb =6,2/2,2=2,8>2, а, значить, запроектоване перекриття відноситься до типу перекриттів з балковими плитами. Другорядні і головні балки спираємо на стіни, забезпечуючи довжини опорних ділянок відповідно c_sb =250мм для другорядних балок і c_mb =380мм– для головних балок. Прив’язку цегляних стін до координатних розбивних осей приймаємо рівною а =200мм.

Конструктивні розміри елементів монолітного перекриття приймаємо за розрахунком. Поперечний переріз колон цивільного будинку приймаємо квадратним з розмірами 300×300мм при кількості поверхів n =5 (при більшій поверховості слід приймати переріз 400×400мм). Висота поверху H =3,5м згідно із завданням на проектування.

Покрівлю проектуємо суміщеного типу. Конструкція покрівлі наведена на рис 3.2. Монолітне ребристе покриття проектуємо аналогічно із перекриттям.

Призначення попередніх розмірів перерізів елементів

Монолітного перекриття.

Виходячи із досвіду проектування, рекомендується приймати наступні розміри перерізів елементів монолітного ребристого перекриття:

1) товщина балкової плити при l_pl = a_sb =2200мм:

 

88–55мм;

 

приймаємо t_pl =60мм (до 80мм кратно 10мм, понад 80мм – кратно 20мм):

2) висота другорядної балки при її прольоті l_sb =6200мм:

 

413–510мм;

 

приймаємо h_sb =500мм (до 500мм кратно 50мм);

– ширина ребра другорядної балки, якщо висота h_sb =500мм:

 

250–167мм;

 

приймаємо b_sb =200мм (понад 200мм кратно 50мм);

3) висота головної балки при її прольоті l_mb =6600мм:

 

825–550мм;

 

приймаємо h_mb =700мм (понад 500мм кратно 100мм);

– ширина ребра головної балки, якщо висота h_mb =700мм:

 

280–233мм;

 

приймаємо b_mb =250мм (кратно 50мм).

4) переріз монолітних колон цивільного будинку висотою 5 поверхів (див. п. 1.1)

приймаємо b_c × h_c =300×300мм.

 

Обчислення розрахункових прольотів плити.

Для знаходження розрахункових прольотів плити розглянемо переріз 1–1 на план-схемі перекриття (рис. 1.1) та використаємо прийняті в п. 1.1 розміри перерізів другорядних балок. Розрахункові польоти:

– крайній

 

– проміжний

 

 

 

Рис.2.1. До визначення розрахункових прольотів монолітної балкової плити.

Статичний розрахунок плити.

Плиту розглядаємо як багатопрольотну нерозрізну балку одиничної ширини b_pl =1м з жорсткими опорами на другорядних балках і шарнірним обпиранням на цегляних стінах. Балка завантажена рівномірно розподіленим погонним навантаженням:

 

q = q_tab b_pl =5,54·1=5,54кН/м,

 

де q_tab =5,54кН/м² – табличне значення розрахункового граничного поверхневого навантаження на перекриття будинку (табл. 2.1). Розрахункова схема монолітної балкової плити наведена на рис. 2.2а. Роботу залізобетонної плити суцільного перерізу аналізуємо з позиції її опірності тільки згинальним моментам. Величини моментів у характерних перерізах обчислюємо з урахуванням перерозподілу зусиль внаслідок пластичних деформацій залізобетону після появи тріщин.

 

Згинальний момент в крайньому прольоті:

 

.

 

Згинальний момент на першій проміжній опорі:

 

 

Згинальний момент в середніх прольотах і на середніх опорах:

 

.

 

Епюра згинальних моментів у балковій плиті наведена на рис. 2.2б.

 

 

Рис.2.2. Розрахункова схема монолітної балкової плити (а)

та епюра згинальних моментів б).

Обчислення навантаження.

Другорядну балку розраховують як багатопролітну нерозрізну балку з рівномірно розподіленим погонним навантаження. Навантаження на балку складається з постійного навантаження від власної ваги конструкції підлоги, плити перекриття і власної ваги ребра другорядної балки, а також зі змінного (корисного) навантаження на перекриття.

Лінійне (погонне) розрахункове граничне навантаження на другорядну балку при кроці балок а_sb =2,2 м:

1) постійні навантаження:

– від власної ваги конструкції підлоги і монолітної плити перекриття, якщо поверхневе навантаження за табл. 1.1 g_tab =2,056кН/м²:

 

g_d = g_tab а_sb =2,056·2,2=4,52кН/м;

 

– навантаження від власної ваги ребра другорядної балки:

 

g_sb = b_sb (h_sb – h_pl)ργ _fm =0,2(0,5–0,05)2500(0,01)1,1=2,48кН/м;

 

де ρ =2500кг/м³–густина залізобетону; в кН/м3

γ _fm =1,1– коефіцієнт надійності за навантаженням (табл. 5.1 Норм [1]);

– сумарне постійне навантаження:

 

g = g_d + g_sb =4,52+2,48=7,00кН/м;

 

2) змінне навантаження, якщо поверхневе граничне навантаження за табл. 1.1 v_tab =3,48кН/м²:

v = v_tab =3,48·2,2=7,66 кН/м;

 

3) повне розрахункове граничне навантаження:

q=g+v =7,00+7,66=14,66 кН/м.

 

Завдання на проектування

Необхідно запроектувати несучі залізобетонні конструкції багатоповерхового будинку з неповним каркасом за наступними даними:

– призначення будинку – цивільний, ІІ класу відповідальності;

– місце будівництва – м. Київ;

– розміри будинку в плані (в осях) – 52,8×18,6 м;

– крок колон поздовжній – 6,6 м;

– крок колон поперечний – 6,2 м;

– висота поверху – 3,5м;

– кількість поверхів – 5;

– матеріал монолітних конструкцій: бетон важкий класу C16/20;

– конструкція підлоги – індивідуальна.

 

Ч. ІІ. Проектування залізобетонних конструкцій.