Проектирование сборных железобетонных плит перекрытия, ригелей и колонн многоэтажного производственного здания (стр. 1 из 5)

1. Исходные данные

1. Плита - ребристая;

2. Ригель сечением - прямоугольным;

3. Пролет - средний;

4. Размер ячейки вдоль -5,9 м, поперек – 6,3 м здания;

5. Количество этажей – 4;

6. Высота этажа – 4,2 м;

7. Нормативная нагрузка от массы:

- кровли – 1,3 кНм²;

- пола – 1,5 кНм²;

8. Толщина пола – 11 см;

9. Район проектирования – II;

10. Нормативная временная нагрузка:

- длительная – 2,8 кНм²;

- кратковременная – 3,5 кНм²;

- полная – 6,3 кНм².

2. Разработка конструктивной схемы сборного перекрытия

Рис. 1 План расположения ригелей и панелей

Длина здания в осях равна произведению продольного размера ячейки на число ячеек вдоль здания.

Ширина здания в осях равна произведению поперечного размера ячейки на число ячеек поперёк здания.

Привязку стен здания и их толщину принимаю 200 и 640 мм (рис. 1).

Для обеспечения жёсткости здания в поперечном направлении и во избежание утяжеления надоконных перемычек принимаю поперечное расположение ригелей по осям простенков и продольное - панелей перекрытия. Номинальная ширина каждой панели принимается одинаковой для всего перекрытия в пределах 1,3…1,7 м, и вычисляется по формуле:

Рис. 2 Поперечное сечение панелей перекрытия

Принимаю b_н=1,575 м, h_п=350 мм, t_п=65 мм. (рис. 2).

3. Проектирование панели сборного перекрытия

3.1 Конструктивная схема

Рис. 3 Ригель прямоугольного сечения, ребристая панель

Ребристая панель устанавливается на прямоугольные ригели поверху и закрепляется сваркой закладных деталей.

3.2 Расчетная схема и нагрузки

Рис. 4 Расчетная схема панели

Поскольку возможен свободный поворот опорных сечений, расчётная схема панели представляет собой статически определимую однопролётную балку, загруженную равномерно распределённой нагрузкой, в состав которой входят постоянная, включая вес пола и собственный вес панели, и временная.

Нормативная нагрузка (кН/м²) от собственной массы панели определяется, как:

, где

ρ = 2500 кг/м³— плотность железобетона;

А_полн— площадь поперечного сечения панели по номинальным размерам, м²;

А_пуст — суммарная площадь пустот в пределах габарита сечения, м².

Подсчёт нормативных и расчётных нагрузок с подразделением на длительно и кратковременно действующие выполняется в табличной форме.

Таблица 1. Нормативные и расчётные нагрузки на панель перекрытия

Наименование нагрузки	На 1м² панели			На 1 погонный метр панели
	нормативная, кН/м²	коэффициент надёжности	расчётная, кН/м²	нормативная, кН/м²	расчётная, кН/м²
						1. Постоянная (длительно действующая)
а) От собственного веса панели	2,54	1,1	2,79	4,0	4,39
							б) От собственного веса конструкции пола	1,5	1,3	1,95	2,36	3,07
Итого	4,74	6,36	7,46
2.Временная нагрузка
в) Длительно действующая часть нагрузки	2,8	1,2	3,36	4,41	5,29
						г) Кратковременно действующая часть нагрузки	3,5	1,2	4,2	5,51	6,61
Итого	7,56	9,92	11,9
Всего	12,3	16,28	19,36
*В том числе длительная нормативная*	10,77

3.3 Статический расчет

Для выполнения расчётов по первой и второй группам предельных состояний нужно вычислить следующие усилия:

— изгибающий момент (кН·м) от полной расчётной нагрузки:

— изгибающий момент (кН·м) от полной нормативной нагрузки:

— изгибающий момент (кН·м) от нормальной длительно действующей нагрузки:

— поперечная сила (кН) от полной расчётной нагрузки:

3.4 Расчет по I группе предельных состояний

3.4.1 Исходные данные

Панель перекрытия запроектирована из тяжёлого бетона класса В25, подверженного тепловой обработке при атмосферном давлении.

В зависимости от принятого класса бетона по табл. 12, 13, 18 [1] определяю характеристики бетона, которые свожу в таблицу.

Таблица 2. Характеристика бетона

Класс бетона на сжатие	Коэффициент условий работы бетона (табл. 15 [2]) γ_в2	Расчётные сопротивления для предельных состояний. МПа				Начальный модуль упругости, МПа Еb
							Первой группы		Второй группы
		Rb	Rbt	Rb, ser	Rbt, ser
		В25	1	14,5	1,05		18,5	1,6	27·10³
0,9	13,05		0,95	—	—

Примечание: при расчёте по первой группе предельных состояний

Rb и Rbt следует принимать с коэффициентом γ_b₂=0.9

Класс арматуры принимаю в соответствии с указаниями п. 2.19 а, б, в и п. 2.24[1]. В зависимости от класса арматуры по таблицам 19, 20, 22, 23, 29 [1] определяю характеристики арматуры и заношу в таблицу.

Таблица 3. Характеристики арматуры

Класс арматуры, диаметры	Расчётные сопротивления для предельных состояний. МПа				Модуль упругости арматуры, МПа E_s
						Первой группы			Второй группы
	R_s	R_sw	R_sc	R_{s, ser}
	А – I	225	175	225		235	210·10³
А – III (10…40 мм)	365	290	365	390	200·10³
						Вр – I (4 мм)	365	265	365	—	170·10³

При расчёте прочности нормальных и наклонных сечений поперечное сечение панели приводится к тавровому профилю.

Рис. 5 К расчету прочности нормальных сечений

Вводимая в расчёт ширина полки приведённого сечения

для ребристых панелей не должна превышать:

а) ширину панели поверху

;

б)

где

;

в) 12·

+b - для сечений при

(п. 3.16 [1]).

Принимаю

Рабочая высота (см) сечения панели:

, где

а — расстояние от наиболее растянутого края сечения до центра тяжести растянутой арматуры панели, принимаю в соответствии с назначенной толщиной защитного слоя по п. 5.5 [1], для ребристых панелей (расположение арматуры в два ряда по высоте) – 50…60 мм.

3.4.2 Расчет прочности нормальных сечений

Расчёт прочности нормальных сечений производится в соответствии с п. 3.16 [1] (рис. 5). Предполагаю, что продольной сжатой арматуры по расчёту не требуется.

Требуемую площадь сечения растянутой арматуры определяю в зависимости от положения нейтральной оси

При соблюдении условия нейтральная линия располагается в полке.

Параметр α₀ определяется с учётом свесов полки:

По таблице 7 [2] определяю коэффициент ν = 0,976 и подсчитываю требуемую площадь растянутой арматуры (см²)

По таблице 8 [2] принимаю 4Ø16 А–IIIA_S=8,04 см²

Размещение принятой арматуры должно производиться в соответствии с п. 5.12; 5.18 [1]

После размещения принятой арматуры провожу корректировку значений а и h₀: