1. Исходные данныеVн на междуэтажное перекрытие - 400 кгс/м2Vн на подвальное перекрытие - 1600 кгс/м2L1 L2 - шаг колонн - 5,2 7,2 м.Размеры поперечного сечения колонны - 350 350 мм2. Расчет монолитного ребристого перекрытия над подваломРасчет размеров балок
1 ВАРИАНТ
2 ВАРИАНТ
Определяем расход бетона:
По расчетам видим, что 2 вариант раскладки балок экономичней и эффективней по сравнению с первым вариантом. Значит расчет будем вести по 2 варианту.
Расчетная схема монолитной плиты - плита балочного типа, - плита, опертая по контуруРассчитываем плиту, как плиту балочного типа.Для расчета монолитной плиты вырезаем полоску шириной 1м в направлении короткой стороны.Сбор нагрузок на монолитную плиту
№
Вид нагрузки
Нормат.
нагрузка кН/м2
f
Расчетн.
нагрузка кН/м2
1
Постоянная нагрузка _ g
Керам. плитка =0,013м, =18кн/м3
Цем. - песч. р-р =0,03м, =18кн/м3
Ж/б плита =0,10м, =25кн/м3
0,24
0,54
2,5
1,2
1,3
1,1
0,3
0,71
2,75
Итого
3,28
-
3,76
2
Временная нагрузка -
16,0
1,2
19,2
3
Полная нагрузка - q
19,28
-
22,96
Уточнение размеров монолитной плиты1) Определение расчетных данныхМмах =Мв=10,1 кнм
ПО СНиП определяем: монолитные плиты армируются сварными сетками, выполненными из арматурной проволоки Вр-I с . Монолитные ребристые перекрытия изготовляют из тяжелого бетона естественного твердения класса В15 - В25. Принимаем класс бетона В25 с
По СНиП находим R=0,565
2) Задаемся шириной По таблицам определяем:
3) Определяем требуемое значение рабочей высоты элемента
Назначаем h кратную 1см h = 0,1 м.
Армирование монолитной плиты
1) Определение максимального поперечного сечения арматуры
Определяем коэффициент А0:
где
Определяем коэффициенты и :
= 0,085< R, =0,950
Определяем требуемую площадь поперечного сечения арматуры:
2) Определение минимального поперечного сечения арматуры
Определяем коэффициент А0:
где
Определяем коэффициенты и :
= 0,07<R, =0,965
Определяем требуемую площадь поперечного сечения арматуры:
Сетки укладываются согласно эпюре изгибающих моментов
d1, d2 - диаметр продольной и поперечной арматуры
S1,S2 - шаг продольной и поперечной арматуры
с1,с2 - выпуск продольной и поперечной арматуры
L - длина сетки
В - ширина сетки
На изготовление сеток идет арматурная проволока Вр-I диаметром 3,4,5 мм и арматура класса А-III диаметром 6,8 мм. Продольная и поперечная арматура ставится с шагом кратным 50 мм (100, 150, 200, 250мм). В рулонных сетках продольную арматуру можно изготавливать из арматурной проволоки.
Вырезав полоску шириной 1м, арматуру считаем тоже на 1 м:
Т.к. , то принимаем армирование рулонными сетками. По Аsтрmin подбираем рулонную сетку С1, которая раскладывается поперек второстепенных балок по всей длине перекрытия с перехлестом в поперечном направлении не менее 200 мм. Для крайнего пролета и крайней опоры укладываем дополнительную рулонную сетку С2. Ширина сетки С2 ?1,25Lплиты.
Сетки С1 и С2 принимаем по ГОСТ 23279-85 со следующими маркировками:
СеткаС1спродольнойрабочейарматурой
на 1 метр ширины плиты
СеткаС2споперечнойрабочейарматурой
Арматура в сетке С2 определяется, как разница максимально-требуемой арматурой и той поперечной арматурой, которую подобрали в сетке С1. Для сетки С2 Аsтрmin= Аsтрmax - Аs (попер. ар-ры сетки С1) =3,13-2,515=0,615 см2.
на 1 метр ширины плиты
Расчетная схема второстепенной балкиУточнение размеров второстепенной балки
1) Расчетные данные:
Балки армируются сварными каркасами. Продольная рабочая арматура каркаса выполняется из арматуры класса А-III 10мм и более.
2) Определяем требуемое значение рабочей высоты элемента:
Назначаем высоту кратную 5 см: hтр=0,45м.
Проверка: В= (0,30,5) h. Условие выполняется.
Чтобы перейти к дальнейшему расчету нужно перейти к расчетному тавровому поперечному сечению и задаться размерами:
Принимаем bf=0,63м.
От действия положительного изгибающего момента второстепенная балка рассчитывается как элемент таврового профиля. От действия отрицательного изгибающего момента балка рассчитывается как прямоугольный элемент.
Расчет второстепенной балки на действие положительных изгибающих моментов
1) Расчетные данные: Мкр=100,4кНмМср=63,7кНм
в2=0,9 RВ=13,05Мпа, R=0,565 RS =365 Мпа
Балки армируются сварными каркасами, в которых рабочая продольная арматура идет класса А-III.
2) Определяем положение границы сжатой зоны бетона:
3) Определяем коэффициент А0
Расчет будем вести отдельно для крайнего и среднего пролетов:
4) Определяем требуемую площадь арматуры:
Так как ширина полки: 10 <b<30 мм следует устанавливать 2 каркаса с рабочей арматурой по 2 или 4 стержня.
Нижняя продольная арматура в каркасе К-1 подбирается по в крайнем пролете, а в каркасе К-2 подбирается по в среднем пролете.
По результатам подбора получилось следующее:
Для каркаса К-1: A-IIIсAS (216 + 214) =7,1 см2
Для каркаса К-2: A-IIIсAS (218) = 5,09 см2
Верхняя арматура в каркасе К-1 и К-2 ставится конструктивно при пролете до 6 м - 10мм, при большем пролете - 12мм. В нашем случае 10мм.
Расчет второстепенной балки на действие отрицательных изгибающих моментов
1) Расчетные данные: Мв=100,4кНмМс=63,7 кНм
в2=0,9 RВ=13,05 Мпа, R=0,565 RS =365 Мпа
Балки армируются сварными каркасами, в которых рабочая продольная арматура идет класса А-III.
2) Определяем положение границы сжатой зоны бетона:
3) Определяем коэффициент А0 Расчет будем вести отдельно для крайнего и среднего пролетов:
4) Определяем требуемую площадь арматуры:
Арматуру для сетки С3 подбираем по , а для С4 по
Т.к. ширина сетки 3630 мм, то рулонные сетки раскладывают вдоль главных балок с рабочей поперечной арматурой. Если больше, то укладывают плоские сетки с нахлестом поперек главных балок с продольной рабочей арматурой. Применяем рулонные сетки вдоль главных балок с поперечной рабочей арматурой.
По результатам подбора получаем:
Сетки С3 и С4 принимаем по ГОСТ 23279-85 со следующими маркировками:
СеткаС3споперечнойрабочейарматурой
на 1 метр ширины плиты
СеткаС4споперечнойрабочейарматурой
на 1 метр ширины плиты
Расчет второстепенной балки на прочность по наклонному сечению
1) Расчетные данные: Qmax=129,9кН, в2= 0,9, Rb,t=0,91,05=0,945 Мпа, в2=2, в3=0,6. Определяем количество и поперечной арматуры: n-2, d1/4 dmax
Назначаем шаг поперечной арматуры:
Защитный слой бетона: cd1
В плитах: с 10мм
В балках: h250 мм с 20 мм
Расстояние между стержнями:
Принимаемс = 20 мм,d1 = 18 мм,с1 = 25 мм
h0 = 450-20-18-25/2 = 392,5 мм
В приопорной части шаг поперечной арматуры назначают
т.к.h = 392,5ммS= 200мм
В средней части при h 300 мм поперечная арматура не ставится, а при h 300 мм поперечные стержни ставятся не реже, чем:
Т.к.h = 450 ммS= 340 мм,принимаюS=300мм.
2) Сжатые полки отсутствуют, значит коэффициент f =0
3) Продольной силы нет, принимаем п = 0
4) Считаем величину Мв:
5) Определяем интенсивность армирования:
6) Ищем длину проекции наклонной трещины на продольную ось (расстояние от опоры до конца наклон. трещины):
Если:
В любом случае принимают:
q1 - условная равномерно распределенная нагрузка от внешних сил
Условие не выполняется поставленной поперечной арматуры недостаточно, значит увеличиваем диаметр, либо уменьшаем шаг и расчет проводим заново начиная с 5 пункта.
Расчет многопролетного сборного неразрезного ригеляПостоянная нагрузка действующая на ригель gпог: Временная нагрузка, действующая на ригель Vпог:Для ригеля расчетной длиной среднего пролета является расстояние в осях: . Для крайнего пролета расчетная длина равна расстоянию от разбивочной оси до центра тяжести площадки опирания на каменную кладку: ДляпостроенияэпюрМиQопределяемрасчетныеданные:
Схем нагрузки
М1
М2
МВ
QA
QBлев
QBпр
0,08
77,1
0,025
25,13
-0,1
100,52
0,4
65,62
-0,6
98,42
0,5
83,76
0,101
176,31
-0,05
91,95
-0,05
91,95
0,45
135,1
-0,55
165,1
0
0
-0,025
44,08
0,075
137,92
-0,05
91,95
-0,05
15,0
-0,05
15,0
0,5
153,24
0
0
0
0
-0,117
215,2
0,383
114,94
-0,617
185,2
0,583
178,7
Невыгодная нагрузка
1+2
253,41
1+3
33,02
1+3
163,05
1+2
66,82
1+4
315,72
1+2
200,72
1+4
283,62
1+4
262,46
Уточнение размеров ригеля1) Расчетные данные2) Определяем требуемое значение рабочей высоты элемента: Назначаем высоту кратную 5 см: h0тр= 0,7мПроверка: В= (0,30,5) hВ нашем случае условие выполняется.h0=h-a=0,7-0.03=0,67мВ дальнейших расчетах будем использовать: В= 0,30м, h=0,70м.Расчет на прочность ригеля по нормальному сечению1) Определяем коэффициент:2) Определяем коэффициенты: ,, при чем R3) Определяем требуемую площадь арматуры:
Расчет на прочность нужно произвести 4 раза:
1. На максимальный положительный изгибающий момент в первом пролете М1 (1+2).В результате подбирается нижняя продольная арматура в каркасе Кр-1. Арматура устанавливается в 2 ряда.
2. На максимальный положительный изгибающий момент в среднем пролете М2
В результате подбирается нижняя продольная арматура в каркасе Кр-2.
3. На изгибающий момент на грани колонны на опоре В
В результате подбирается верхняя продольная арматура, которая стоит в каркасе Кр-1 и Кр-2 у опоры В.
4. На отрицательный изгибающий момент в среднем пролете
Так как ширина ригеля не более 30 см устанавливаем 2 каркаса.
Проводим расчет на прочность 4 раза:
1.
В результате подбора получаем арматуру А-IIIсAs (225 + 220) =16,1см2
2.
В результате подбора получаем арматуру А-IIIAs (225) =9,82см2
3.
В результате подбора получаем арматуру А-IIIAs (236) =20,36см2
4.
В результате подбора получаем (конструктивно) арматуру А-IIIAs (220) =6,28см2
Расчет на прочность ригеля по наклонному сечению1) Расчетные данные:
Определяем количество и поперечной арматуры: n-2, d1/4 dmax
В приопорной части шаг поперечной арматуры назначают если:
Так как h = 700 ммS= 200 мм
12) Сжатые полки отсутствуют, значит коэффициент f =0
13) Продольной силы нет, принимаем п = 0
14) Считаем величину Мв:
15) Определяем интенсивность армирования:
16) Ищем длину проекции наклонной трещины на продольную ось
Если:
В любом случае принимают:
q1 - условная равномерно распределенная нагрузка от внешних сил
1) Несущая способность нижней арматуры в первом пролете
2) Нижняя арматура в первом пролете в полном объеме до торцов ригелей не доходит. Разрешается оборвать не более 50 % арматурных стержней. Определяем несущую способность нижней арматуры, дошедшей до торца элемента.
Обрываем 220 остается 225 с Аs =9,82см2
3) Определяем несущую способность нижней арматуры во втором пролете.
4) Определяем несущую способность верхней арматуры на опоре В
5) Определяем несущую способность верхней арматуры во втором пролете.
6) Определяем несущую способность верхней конструктивной арматуры в первом пролете.
На практике арматурные стержни заводятся на точку теоретического обрыва на W.
Конец W и является точкой реального обрыва. Длина заделки W рассчитывается.
W=max
gsw=
1.20d=20*0.02=0,4 м
ПринимаюW1=0,4м.
2.20d=20*0.02=0,4 м,
ПринимаюW2=0,4м.
3.20d=20*0.036=0,72м
ПринимаюW3=0,72м.
4.20d=20*0.036=0,72м
ПринимаюW4=0,72м.
Список литературы
1. СНиП 2.03.01 - 84. Бетонные и железобетонные конструкции. М. 1984 г.
2. Попов Н.Н., Забегаев А.В. Проектирование и расчет железобетонных конструкций. М., Высшая школа, 1985 г.