Проектирование монолитного ребристого перекрытия (стр. 1 из 5)
1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОНОЛИТНОГО ВАРИАНТА
Исходные данные:
Шаг колонн в продольном направлении, м.......................................... 5,80
Шаг колонн в поперечном направлении, м.......................................... 6,60
Временная нормативная нагрузка на перекрытие, кН/м2.................... 4,00
Постоянная нормативная нагрузка от массы пола, кН/м2................... 1,00
Класс бетона монолитной конструкции и фундамента........................ B20
Класс арматуры монолитной конструкции и фундамента................... A-III
Влажность окружающей среды............................................................. 55%
Класс ответственности здания............................................................... II
Решение. Принимаем конструктивную схему монолитного ребристого перекрытия согласно рис.1.
Рис. 1. Конструктивная схема монолитного перекрытия:
1 – главные балки; 2 – второстепенные балки; 3 – условная полоса шириной 1 м для расчета плиты.
Назначаем предварительно следующие значения геометрических размеров элементов перекрытия:
1. высота и ширина поперечного сечения второстепенных балок
h = (1/12÷1/20)l = 1/15 × 5800 = 380 мм, b = (0,3÷0,5)h = 0,5 × 380 = 200 мм;
2. высота и ширина поперечного сечения главных балок
h = (1/8÷1/15)l = 1/12 × 6000 = 550 мм, b = 250 мм;
3. толщину плиты примем (1/25 ¸ 1/30)lпл 80 мм при максимальном расстоянии между осями второстепенных балок 2200 мм.
Вычисляем расчетные пролеты и нагрузки на плиту. Согласно рис. 1 и 2 получим в коротком направлении:
мм; 
мм;а в длинном направлении
мм.Поскольку отношение пролетов
– плита балочного типа. 
Рис. 2. К расчету неразрезной монолитной плиты:
а – расчетные пролеты и схема армирования; б – расчетная схема;
в – эпюра изгибающих моментов; г – расчетное сечение плиты
Для расчета плиты в плане перекрытия условно выделяем полосу шириной 1 м (рис.1). Плита будет работать как неразрезная балка, опорами которой служит второстепенная балка и наружные кирпичные стены. При этом нагрузка на 1 погонный метр плиты будет равна нагрузке на 1 м2 перекрытия. Подсчет нагрузок дан в табл. 1.
Таблица 1 - Нагрузки на 1 м2 монолитного перекрытия
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
| Постоянная: | |||
| от массы плиты h = 0,08 м (ρ = 2560 кН/м3) | 0,08×25 = 2,00 | 1,1 | 2,20 |
| от массы пола (по заданию) | 1,00 | 1,2 | 1,2 |
| Итого: | — | — | g = 3,4 |
| Временная (по заданию) | 4,00 | 1,2 | ν = 4,80 |
| Всего: | 7,00 | — | 8,2 |
С учетом коэффициента надежности по назначению здания расчетная нагрузка на 1 м плиты q = (g + ν) γn = 8,2 – 0,95 = 7,76 кН/м.
Определим изгибающие моменты с учетом перераспределения усилий (рис. 2): в средних пролетах и на средних опорах
кН × м;в первом пролете и на первой промежуточной опоре
кН × м.Так как для плиты отношение
, то в средних пролетах, окаймленных по всему контуру балками, изгибающие моменты уменьшаем на 20%, т. е. они будут равны 0,8 × 1,94 = 1,55 кН × м.Определим по [4] характеристики прочности бетона с учетом заданной влажности окружающей среды.
Бетон тяжелый, естественного твердения, класса В20, γb2 = 0,9; Rb= 11,5 × 0,9 = 10,35 МПа; Rbt = 0,9 × 0,9 = 0,81 МПа; Eb = 27000 МПа.
Выполним подбор сечений продольной арматуры сеток.
В средних пролетах окаймленных по контуру балками и на опорах:
мм; 
;по приложениям 10, 11 находим ξ = 0,035 < ξR = 0,628, ζ = 0,982, тогда
Н;по приложению 15 принимаем сетку С1 номер 34 марки
с фактической несущей способностью продольной арматуры RsAs = 25030 Η > 23384 Η.В первом пролете и на первой промежуточной опоре
мм; 
;ξ = 0,065 < ξR; ζ = 0,967;
Н;дополнительная сетка должна иметь несущую способность продольной арматуры не менее 41854 – 25030 = 16824 Н; принимаем сетку С2 номер 31 марки
c RsAs = 13310 Η > 16824 Η.2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРНОГО ВАРИАНТА
2.1 Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия
При компоновке сборного балочного перекрытия необходимо:
1. выбрать сетку колонн;
2. выбрать направление ригелей, их форму поперечного сечения и размеры;
3. выбрать тип и размеры плит.
Сетка колонн назначается в зависимости от размеров плит и ригелей. Расстояние между колоннами должно быть, во-первых, кратно 100 мм, и, во-вторых, приниматься в пределах (4,2…6,6) м.
Направление ригелей может быть продольным и поперечным. Это обуславливается технико-экономическими показателями. Выбор типа поперечного сечения ригелей зависит от способа опирания на них плит. Высота ригеля
, где l – пролет ригеля, его ширина bh=20 см или 30 см.Тип плит перекрытия выбирается по архитектурно-планировочным требованиям и по величине действия временной нагрузки. Так при временной нагрузке J £ 5500 Н/м2 используются многопустотные плиты, высота которых равна (20…24) см.
Плиты выполняются преимущественно предварительно-напряженными, как более экономичные по расходу стали.
Количество типоразмеров плит должно быть минимальным: рядовые шириною (1,2…2,4) м, связевые плиты-распорки – (0,6…1,8) м, фасадные плиты-распорки – (0,6…0,95) м.
В данном случае принято следующее:
1. конструктивная схема с поперечным расположением ригелей и шагом колонн (5,8´6,6) м (рис. 3);
2. ригель таврового сечения шириною bh=20 см и высотою
см (рис. 4) без предварительного напряжение арматуры.3. плиты ребристые предварительно-напряженные высотою 22 см (рис.3) (ширина расчетной плиты 1,6 м, плиты-распорки 1,8 м, фасадной плиты-распорки 0,9 м);
4. величины действия временной нагрузки J = 1500 Н/м2 и J = 4500 Н/м2.
Рис. 3. Компоновка сборного перекрытия.
2.2 Расчет и конструирование многопустотной предварительно-напряженной плиты перекрытия при временной нагрузке 1500 Н/м2
Таблица 2 - Нагрузки на 1 м2 перекрытия
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке, g f | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Постоянная нагрузка g d = 0,105м, r =19,9 кг/м3 | 19,9×0,105=2,09 | 1,1 | 2,3 |
| От массы пола | 1,0 | 1,2 | 1,2 |
| Итого g | 3,09 | 3,5 | |
| Временная нагрузка J, в том числе: кратковременная Jsh длительная Jlon | 4,0 2,8 1,2 | 1,2 1,2 1,2 | 4,8 3,36 1,44 |
| Полная нагрузка (g + J) | 7,09 | 8,3 | |
| В т.ч. постоянная и длительная | 4,29 |
Нагрузка на 1 п. м. длины плиты при номинальной ее ширине 1,5 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания (класс II ответственности) gn = 0,95;
1. расчетная постоянная g = 3,5 ´ 1,5 ´ 0,95 = 4,99 кН/м;
2. расчетная полная (g + J) = 8,3 ´ 1,5 ´ 0,95 = 11,83 кН/м;
3. нормативная постоянная gn = 3,08 ´ 1,5 ´ 0,95 = 4,40 кН/м;
4. нормативная полная (gn + Jn) = 7,09 ´ 1,5 ´ 0,95 = 10,10 кН/м;
5. нормативная постоянная и длительная (gn + Jlon,n) = 4,29 ´ 1,5 ´ ´ 0,95 = 6,11 кН/м.
Материалы для плиты:
Бетон – легкий, класса по прочности на сжатие В30, плотность 1800.
Rbn = Rb,ser = 22 МПа,
Rbtn = Rbt,ser = 1,8 МПа,
Rb=17 МПа, Rbt = 1,3 МПа;
коэффициент условия работы бетона gb2 = 0,9.
Плита подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении. Начальный модуль упругости Eb = 19,552 ´ 103 МПа.