Розрахунок монолітно-каркасної споруди

,

де Rb=17 МПа – розрахунковий опір бетону стиску (для класу В30);

 МПа – розрахунковий опір арматури розтягу (для класу А400С);

 – коефіцієнт умови  роботи бетону.

Оптимальний коефіцієнт армування для плит опертих по 4 – м сторонам складає , приймаємо .

Таким чином:

.

Використовуючи таблицю коефіцієнтів для розрахунків згинаючих елементів армованих одиночною арматурою за величиною знаходимо відповідний йому коефіцієнт за табл. 2, додатку.

Необхідна робоча висота перерізу плити:

см.

Повна товщина плити:

 

см,

де мм см – діаметр стержнів робочої арматури;

 см – мінімальний  захисний шар бетону.

Призначаємо повну товщину плити з кратністю 1 см. Приймаємо  см,

 

Рис. 8. Поперечний переріз плити

Уточнюємо робочу висоту перерізу:

см.

 

5.6. Визначення  площі поздовжньої робочої арматури

Для сприйняття згинаючих моментів в розтягнутих зонах  встановлюються плоскі зварні сітки з поперечною робочою арматурою класу А300С, з розрахунковим опором Rs =280 МПа.

Підбір арматури зведений до табл. 7, 8 а її розміщення показано на схемах (рис. 9, 10).

 

 

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).

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	315		0,061	0,061 2.07		3,14
Оп В	443		0,09	0,09 3,08		3,14
Пр2	407		0,079	0,079 2,67		3,14
Оп С	407		0,079	0,079 2,67		3,14

Таблиця 8

Підбір арматури ділянки В (див. рис. 3)

Елемент	, кН см		ξ	Необхідна арматура , см2	Прийнята арматура
					Кількість та тип сіток	Аs, см2
Пр2	407		0,067	0,079 2,79		3.14
Оп. С	407

 

 

Рис. 10. Армування плит зварними сітками з поперечною робочою арматурою (варіанти)

6. Розрахунок та конструювання  другорядної балки

Залізобетонні балки – це лінійні конструкції, розміри поперечного перерізу яких, b та h значно менші від довжини l.

Вихідні дані:

а) бетон класу В30; Rb=17 МПа; Rbt=1,20 МПа;

б) балка в прольотах армується зварними каркасами з поздовжньою робочою арматурою класу А400С; 365 МПа;

в) балка на опорах армується плоскими зварними сітками, робоча арматура класу А400С, МПа;

г) поперечна арматура класу А240С, МПа;

д) тимчасове навантаження кН/м2;

е) вага підлоги з підготовкою (покрівлі з утеплювачем) кН/м2.

 

6.1. 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 ).

 

Рис. 11. Розрахункова схема другорядної балки

 

6.2. Визначення розрахункових  прольотів

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

Рис. 12. 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 см – крайній геометричний проліт другорядної балки;

см – ширина ребра головної балки;

 см – величина опирання балки на стіну.

Визначення розрахункових середніх прольотів:

см,

 

де – середній геометричний проліт другорядної балки;

 – відстань між гранями головних балок.

 

6.3. 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
1	Підлога	4,16	1,3	5,41
2	З.б. плита = 0.07*2.6*1*25=4,55	4,55	1,1	5,01
3	Ребро другорядної балки *1* (0.55-0.07)*0.25*25*1=3	3	1,1	3,3
	Всього постійне
Тимчасове навантаження
4			1,2

 

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

 

= 13,72*0,95 = 13,03 кН/м,

кН/м,

кН/м.

 

6.4. Визначення згинаючих  моментв

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 ==1,62, 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	1	0,065	-	1012,58	65,82	-
	2	0,09	-		78,13	-
	2′	0,091	-		79,14	-
	3	0,075	-		75,94	-
	4	0,02	-		20,25	-
Оп.В	5	-	-0,0715	1092,51	-	-78,11
2 проліт	6	0,018	-0,030	1175,88	21,17	-35,28
	7	0,058	-0,009		68,20	-10,58
	7′	0,0625	-		73,49	-
	8	0,058	-0,006		68,20	-7,06
	9	0,018	-0,024		21,77	-28,22
Оп.С	10	-	-0,0625	1175,88	-	-73,49
3 проліт	11	0,018	-0,023	1175,88	21,17	-29,05
	12	0,058	-0,003		68,20	-3,53
	12′	0,0625	-		73,49	-

* – на опорі В розрахунковий проліт визначаємо як середнє арифметичне

 

 

6.5. Визначення поперечних  сил

 кН;

кН;

 кН.

 

6.6. Визначення розмірів  поперечного перерізу другорядної  балки

 

Робочу висоту балки визначаємо за формулою:

,

де кН∙см – найбільший згинаючий момент в балці;

 – визначається за  оптимальною величиною  ;

;

 – коефіцієнт умов  роботи важкого бетона;

 Rb = 17 МПа – розрахунковий опір стиску для бетона В30;

 см – ширина перерізу другорядної балки.

Таким чином см.

Повна висота балки см.

Приймаємо висоту балки h=40 см, ширину ребра балки b=25см.

Уточнюємо робочу висоту:

а) при розміщенні робочих стержнів у два ряди:

h0= h – a = 40 -5 =35 см;

б) при розміщенні сіток на опорі:

h 01 =h – a’= 40 – 3 = 37 см;

в) при розміщенні робочих стержнів в один ряд:

h 01 =h – a’= 40 – 6 = 34 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 > * h= 4 см, то третя умова не враховується,

де - висота перерізу другорядної балки.

Таким чином см.

 

6.7. Визначення розрахункової  форми поперечного перерізу другорядної  балки

Визначення положення нейтральної лінії:

=кН∙cм = 873,40кН∙м.

Так як кН·м кН·м, то переріз розраховуємо як прямокутний з шириною см та висотою h=40 см.

6.8. 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.