Многоэтажное производственное здание (стр. 5 из 9)

Рис. 3.4. Схема панели перекрытия

Определяем расчетный случай:

l₁=b_f’-2*100=1600-2*100=1400 мм;

l₂=l_пл/4-70=5400/4-70=1280 мм;

l₁/l₂=1400/1280=1.094<2; l₂/l₁=1280/1400=0.914<2; =>

полка работает как плита, опертая по контуру.

Таблица 4.

Вычисление нагрузок на полку панели перекрытия.

№п/п	Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке, γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
1	2	3	4	5
ПЕРЕКРЫТИЕ
I	ПОСТОЯННАЯ (gпер)
1	Керамические плитки ρ=1800 кг/м3, δ=13 мм 1800*0.013*9,81*0.95/1000	0.218	1.1	0.240
2	Слой цементного раствора ρ=1800 кг/м3, δ=20 мм 1800*0.02*9,81*0.95/1000	0.336	1.3	0.436
3	Выравнивающий слой из бетона ρ=2200 кг/м3, δ=20 мм 2200*0.02*9,81*0.95/1000	0.410	1.3	0.533
4	Собственный вес полки ρ =2500 кг/м3; δ =50мм 2500*0,05*9,81*0,95/1000	1.1649	1.1	1.2814
ИТОГО: ågпер=g1+g2+g3+g4	2.129	2.491
II	ВРЕМЕННАЯ (Vпер)
1	Полезная (V1) а) кратковременная б) длительная	14 7 7	1.2 1.05	8.4 7.35
2	Перегородки (V2)	0.5	1.1	0.55
ИТОГО: åVпер=V1+V2	14.5	16.3
ПОЛНАЯ: gпер=ågпер+åVпер	16.629	18.791

Расчетная нагрузка на полосу шириной 1 м:

q=g^пер*1=18.791*1=18.791 кН/м.

Изгибающие моменты в полке:

М₁=М_I=М_I’=q*l₁²*(3*l₂-l₁)/[12*(4*l₂+2.5*l₁)]=

=18.791*1.4²*(3*1.28-1.4)/[12*(4*1.28+2.5*1.4)]=0.869 кН*м;

М_II=М_II’=0,75*М₁=0,75*0.869=0.652 кН*м;

М₂=0,5*М₁=0,5*0.869=0.434 кН*м.

Определяем площадь, подбираем диаметр и шаг рабочих стержней сетки в поперечном направлении:

А₀=М₁/(R_b*h₀²*100*γ_b2)=0.869*10⁵/(14.5*35²*100*0,9)=0.0489 м².

где h₀=h-a_s=50-15=35 мм.

Определяем h=0.9749.

Принимаем стержни из арматуры класса Вр500: R_s=360 МПа, R_sser=260 МПа, E_s=170000 МПа.

А_s=М₁/(R_s*h₀*h)=0.869*10⁶/(360*35*0.9749)=70.723 мм².

Принимаем шаг стержней в поперечном направлении S₁=200 мм, тогда количество рабочих стержней, приходящихся на расчетную полосу шириной 1 метр n₁=1000/200+1=6;

А_s1=А_s/n₁=70.723/6=11.787 мм².

Принимаем Æ4Вр500 (А_s1=12.566 мм²).

Аналогично определяем и шаг рабочих стержней в продольном направлении.

А₀=М_II/(R_b*h₀²*100*γ_b2)=0.652*10⁵/(14.5*35²*100*0,9)=0.0367 м²;

Определяем h=0.9812.

А_s=М_II/(R_s*h₀*h)=0.652*10⁶/(360*35*0.9749)=52.700 мм².

Принимаем шаг стержней в продольном направлении S₂=200 мм, тогда n₂=1000/200+1=6;

А_s2=А_s/n₂=52.700/6=8.783 мм².

Принимаем Æ4Вр500 (А_s2=12.566 мм²).

Принимаем сетку С1 марки

(Рис. 3.5.)

Для восприятия растягивающих напряжений от действия изгибающих моментов М_I и М_I’ вдоль продольных ребер укладываются сетки С1 марки

с рабочими стержнями Æ4 Вр500 в поперечном направлении с шагом S=200 мм.

Армирование поперечных ребер выполняется сварными каркасами КР2 с продольными стержнями диметром 8 мм из стали класса А400 с поперечными стержнями диаметром 4 мм из стали класса Вр500, устанавливаемыми с шагом S=200 мм.

Рис. 3.5. Сварные сетки С1 и С2 для армирования полки панели.

4. Проектирование ригеля

4.1. Расчет прочности ригеля по нормальному сечению

Рассматривается ригель 1-ого пролета.

Ригель таврового сечения со свесами в растянутой зоне, с ненапрягаемой продольной рабочей арматурой (рис. 2.2.). Расчетное сечение ригеля – прямоугольное размерами: b_р=300 мм, h_р=700 мм. Площадь сечения консольных свесов в расчет не вводим, так как она вне сжатой зоны бетона.

Материалы ригеля:

- тяжелый бетон класса B25: g_b2=0.9; R_b=14.5 МПа (с учётом g_b2 R_b=13.05 МПа); R_bt=1.05 МПа (с учётом g_b2 R_bt =0.945 МПа); R_b,ser=18.5 МПа; R_bt,ser=1.6 МПа; E_b=27000 МПа, бетон подвергнут тепловой обработке;

- ненапрягаемая продольная рабочая (пролетная и опорная), конструктивная и поперечная арматура класса A400:

а) диаметром 6 и 8 мм: R_s=355 МПа; R_s,ser=390 МПа; R_sw=285 МПа; R_sc=355 МПа; E_s=200000 МПа,

б) диаметром от 10 до 40 мм: R_s=365 МПа; R_s,ser=390 МПа; R_sw=290 МПа; R_sc=355 МПа; E_s=200000 МПа.

Целью расчета по нормальному сечению ригеля является определение диаметра и количества рабочей продольной арматуры в пролете ригеля и на его левой и правой опорах по грани колонн. Ригель перекрытия рассматривается как элемент поперечной многоэтажной рамы.

Пролетные и опорные изгибающие моменты принимаем в соответствии с огибающей эпюрой изгибающих моментов (рис. 2.5.).

СЕЧЕНИЕ В ПРОЛЕТЕ:

Расчетный момент: М_пр=245.63 кН*м.

h₀=h_р-a_s=700-50=650 мм – высота рабочей зоны.

α_m=M_пр/(R_b*b_р*h₀²)=245.63/(13.05*300*0.65²)=0.148

ξ_r=0,8/(1+R_s/700)=0,8/(1+365/700)=0.526

α_r=ξ_r*(1-0.5*ξ_r)=0.526*(1-0.5*0.526)=0.388

α_m=0.148<α_r=0.388.

Так как α_m<α_r, то сжатая арматура по расчету не требуется.

Требуемая площадь сечения растянутой арматуры:

A_s=R_b*b_р*h₀*[1-(1-2*α_m)^0.5]/R_s=13.05*300*0.65*[1-(1-2*0.148)^0.5]/365=1126.3 мм².

Принимаем в пролетном сечении (рис. 4.1. сечение 1-1):

- сжатую арматуру: 3Æ10 A400 (A_sc=235.6 мм²) и 1Æ16 A400 (A_s^оп=201.1 мм²),

- растянутую арматуру: 6Æ16 A400 (A_s^пр=1206.4 мм²).

Коэффициент армирования:

μ=(A_s+A_sc)/b_р*h₀=(1206.4+235.6)/300*650=0.0074

0.001<μ=0.0084<0.035.

СЕЧЕНИЕ НА ОПОРЕ:

Расчетный момент: М_оп=370.04 кН*м.

h₀=h_р-a_sс=700-60=640 мм – высота рабочей зоны.

α_m=M_оп/(R_b*b_р*h₀²)=370.04/(13.05*300*0.64²)=0.208

ξ_r=0,8/(1+R_s/700)=0,8/(1+365/700)=0.526

α_r=ξ_r*(1-0.5*ξ_r)=0.526*(1-0.5*0.526)=0.388

α_m=0.208<α_r=0.388

Так как α_m<α_r, то сжатая арматура по расчету не требуется.

Требуемая площадь сечения растянутой арматуры:

A_s=R_b*b_р*h₀*[1-(1-2*α_m)^0.5]/R_s=13.05*300*0.64*[1-(1-2*0.208)^0.5]/365=1795.4 мм².

Принимаем в опорном сечении (рис. 4.1. сечение 2-2):

- сжатую арматуру: 3Æ16 A400 (A_sc^оп=603.2 мм²),

- растянутую арматуру: 1Æ16 A400, 2Æ32 A400 (A_s^оп=1809.6 мм²) и 3Æ10 A400 (A_sc=235.6 мм²).

Коэффициент армирования:

μ=(A_s+A_sc)/b_р*h₀=(4825.5+235.6)/300*640=0.0138

0.001<μ=0.0138<0.035.

Рис. 4.1. Схема армирования ригеля продольной арматурой.

4.2 Расчет прочности ригеля по наклонному сечению

Расчет ригеля по наклонному сечению производится с целью определения диаметра и шага поперечных стержней.

Длина ригеля 1-ого пролета:

l_р=L-h_{кр сol}-0.5*h_{ср сol}-2*∆=6400-400-0.5*600-2*50=5600 мм.

где ∆=50 мм – зазор между торцом ригеля и колонной.