Файл: 2 Расчет балочного сборного перекрытия 2.docx

Содержание

2 Расчет балочного сборного перекрытия

2.1 Компоновка конструктивной схемы балочного сборного перекрытия

Рисунок 7– Конструктивная схема балочного сборного перекрытия
Неразрезные ригели располагаются в продольном направлении здания.

Ребристые плиты располагаются в поперечном направлении. По результатам компоновки приняты плиты номинальной шириной 1600 мм. В крайних пролетах монолитные участки шириной 800 мм.
Геометрические размеры плиты



Рисунок 8 – Поперечное сечение плиты

2.2 Расчет полки ребристой плиты перекрытия

Высота поперечного сечения ригеля


Ширина поперечного сечения ригеля



Высота сечения плиты



Задаемся шагом поперечных ребер, при условии

Назначаем шаг поперечных ребер плиты равный 800мм.

Для расчета полки плиты перекрытия выделяем полосу шириной 1 м. Полка будет работать как неразрезная балка, опорами которой служат поперечные ребра жесткости. Нагрузка на 1 м полки будет равна нагрузке на 1 м² перекрытия.
Таблица 7 – Нагрузки на 1 м² полки ребристой плиты

Вид нагрузки	Норм. нагр. qн, кН/м2	γf	Расч. нагр. qр, кН/м
Постоянная: от собственной массы полки: δ∙ρ = 0,05∙25 =1,25 от массы пола: 0,5	1,25 0,5	1,1 1,3	1,375 0,65
Итого	1,75		2,025
Временная длительная: кратковременная:	4,2 1,8	1,2 1,2	5,04 2,16
Всего	8,75		9,225

---

Коэффициент надежности по назначению для II класса ответственности зданий и сооружений γ_n = 0,95.

С учетом коэффициента надежности по классу ответственности здания:



По СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции» определяем прочностные и деформативные характеристики бетона и арматуры заданного класса с учетом влажности окружающей среды.

Бетон тяжелый, тепловая обработка, класса В20

γ_b2 = 0,9 ;

R_b = 11,5∙0,9 МПа= 10,35МПа;

Е_b = 27000 МПа;

h₀ = h – a = 50-12=38мм.
Принимаю для сетки арматуру Вр-I ⌀4 мм с R_s=365 МПа.

Выполняем подбор сечения арматуры сеток

Определяю величину изгибающих моментов в пролетах и на опорах полки:
в первом пролёте и на первой промежуточной опоре



где q – расчетная распределенная нагрузка;

l01 – расчетный пролет крайней плиты в коротком направлении.
в средних пролетах и на средних опорах


Подбор арматурной сетки по наибольшему моменту ( )



по приложению 4/2/нахожу η=0,984.


где – характеристика сжатой зоны бетона, определяемая по формуле



α − коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона 0,85;

σ_sR − напряжение в арматуре, принимаемое для класса A-III равным расчетному сопротивлению арматуры;

σ_sс,u − предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, принимаемое для равным 500 МПа.

по /2/ определяем ξ=0,0325<ξR=0,6284;



Принимаю 6 стержней ⌀3 мм Вр-I с шагом s=200мм, A_s = 42,4мм².

2.3 Расчет поперечных ребер плиты

---

Рисунок 9 – Поперечное сечение поперечного ребра
Таблица 8– Нагрузки на 1 м поперечного ребра ребристой плиты

Вид нагрузки	qн, кН/м	γf	qр, кН/м
Постоянная: от массы полки: 0,05∙0,8∙25=1 от собственной массы ребра: 0,06∙0,15∙25=0,24 от массы пола: 0,5∙0,8=0,4	1 0,255 0,4	1,1 1,1 1,3	1,1 0,2475 0,52
Итого	1,655		1,8675
Временная: 6∙0,8=4,8	4,8	1,2 1,2	5,76
Всего	6,455		7,6275

Коэффициент надежности по назначению для II класса ответственности зданий и сооружений γ_n = 0,95.

С учетом коэффициента надежности по классу ответственности здания:




Расчетный пролет поперечного ребра принимаю равным расстоянию между осями продольных ребер, тогда расчетная схема будет иметь вид:



Рисунок 10 – Расчетная схема поперечного ребра

Определяем изгибающий момент


Определяем поперечную силу


Определяем положение нейтральной оси







Условие выполняется, граница сжатой зоны проходит в полке, то расчет производится как для прямоугольного сечения шириной b = bf = 800 мм.
Определяем коэффициент статического момента α_m



по приложению 4/2/нахожу η=0,995.
Класс арматуры А-III, R_s=355МПа для Ø 6-8 мм.


где – характеристика сжатой зоны бетона, определяемая по формуле

---

α − коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона 0,85;

σ_sR − напряжение в арматуре, принимаемое для класса A-III равным расчетному сопротивлению арматуры;

σ_sс,u − предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, принимаемое для равным 500 МПа.

по /2/ определяем ξ=0,00561<ξR=0,63154;


Из сортамента стержневой и проволочной арматуры принимаю 1 стержень Ø 6 мм, арматура А-III, с площадью рабочей арматуры A_s=28,3 мм².

Расчет поперечного ребра плиты на действие поперечной силы
По /2/ из условия свариваемости принимаем поперечные стержни диаметром 3 мм класса Вр-I с числом каркасов – 1с шагом поперечных стержней s=100мм согласно требованиям /1/ п. 5.27.

А_sw = 7,1 мм²;

R_sw = 270 МПа;

R_bt = 0,9∙0,9=0,81 МПа;

Е_s = 170000МПа;

Е_b = 27000МПа.
Проверяем условие



где φ_w1 – коэффициент учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента;








Коэффициент φ_b1 вычисляется по формуле


Коэффициент β = 0,01, для тяжелого бетона



Тогда





Условие выполняется. Прочность по наклонной полосе между трещинами обеспечена.
Проверяем условие



где – коэффициент для тяжелого бетона принимаю равным 0,6 по /1/ п 3.3;

– коэффициент, учитывающий влияние продольных сил равен 0.





Условие выполняется, следовательно, поперечное армирование не требуется.

2.4 Расчет продольного ребра

---

Рисунок 11 – Поперечное сечение продольного ребра
Таблица 9 – Нагрузки на 1 м ребристой плиты

Вид нагрузки	qн, кН/м	γf	qр, кН/м
Постоянная: от массы полки плиты: 0,05∙1,56∙25=1,95 от массы поперечных ребер: собственная масса продольного ребра: 0,14∙0,35∙25=1,225 от массы пола:0,5∙1,56=0,78	1,95 0,405 1,225 0,78	1,1 1,1 1,1 1,3	2,145 0,4455 1,3475 1,014
Итого	4,36		4,952
Временная длительная: 4,2∙1,56=6,552 кратковременная: 1,8∙1,56=2,808	6,552 2,808	1,2 1,2	7,8624 3,3696
Итого	9,36		11,232
Всего	13,72		16,184

С учетом коэффициента надежности по классу ответственности здания:

;

;







Рисунок 12 – Расчетная схема продольного ребра
h₀=400-30=370мм.

Класс предварительно напрягаемой арматуры А-IV

R_s=510 МПа

R_{s ser}=590 МПа
Расчетные усилия:

Для расчетов по I группе предельных состояний:





Для расчетов по II группе предельных состояний:





Назначаем эффективную максимальную величину предварительного напряжения арматуры:

---