Проектирование монолитного перекрытия многоэтажного производственного здания

Расчет прочности сечений.
Из условия прочности подбираем рабочую арматуру плиты, предварительно проверив ее толщину по максимальному моменту.
≈ 5.5
где α_m=0,1 соответствует экономически выгодной толщине при
ξ=0,1+0,15
Полная высота сечения плиты h_пл.= h₀+α= 5.5+1,5=7см
Принимаем h_пл.= 7см и тогда рабочая высота
h₀= h_пл.-α=7-1,5=5.5 см

Площадь сечения арматуры при армировании.

Рассмотрим вариант армирования плиты - рулонными свар­ными сетками с продольной рабочей арматурой класса Bp-1. При отсутствии стандартных сеток в сортаменте, возможно применение индивидуальных.

Определяем необходимую площадь сечения рабочей арматуры-A_sв характерных сечениях. Для полосы «А»:
1. В первом пролете и на первой промежуточной опоре:

По таблице, интерполируя, находим =0,945;

Где
2. В средних пролетах и на средних опорах:

По таблице, находим =0,95;

3.Для полосы «B и C» в средних пролетах и на средних опорах

По таблице, находим =0,965;


Конструирование плиты.
При армировании плиты по вариан­ту 1 рулонные сетки с продольным направлением рабочих стержней раскатываем поперек второстепенных балок, а попе­речные стержни распределительной арматуры соседних сеток стыкуем внахлестку (5+10см) без сварки.

C-l



C-ll

C-lll

C-Vl






Количество сеток n =2









Расчет и конструирование второстепенной балки.
Расчетные пролеты и нагрузки.
Второстепенную балку рас­считываем как многопролетную неразрезную, таврового сечения, с шириной полки, равной расстоянию между осями двух примы­кающих пролетов плиты и опирающуюся на главные балки и наружные стены. Расчетные пролеты балки определяются кон­структивной схемой и равны:
В крайних пролетах:
ℓ₀₁ =ℓ₂–d+0.25/2- /2= 7500-200+125-150=7275мм
В средних пролетах:
ℓ₀₂=ℓ₂– =7500-300=7200 мм

Равномерно-распределительную нагрузку на 1 п. м. балки со­бираем с ее грузовой полосы шириной 1.775 м.

Нагрузка на 1 п.м. второстепенной балки

Вид нагрузки	НормативнаякН/м^2	Коэффициентнадежности		Расчетная, кН/м^2
		По нагрузке γt	По назначе­ниюγn
Вес плиты и пола	1.99x1.775 =3,53	1.1	0.95		3.69
Вес 1 п.м. ребра балки (0,5-0,10) 0,25 25	2	1.1	0.95		2.09
Итого:
Постоянная нагрузка	5.53	-	-		5.78
Временная (полезная) нагрузка (p)	13x1.775= 23.075	1.3	0.95		28.49
Полная нагрузка (q)	28.605	-	-		34.27

Строим огибающую эпюру расчетных изги­бающих моментов с учетом их перераспределения, рассматри­вая сечения балки через 0,2ℓ и используя формулу M=β_ij(g+p) ℓ₀₁², в которой значение коэффициента β для положи­тельных моментов определяем по эпюре расчетных моментов, а для отрицательных по таблице. При . Расстояние от опор до нулевых ординат эпюры моментов так же определяем по эпюре.

Результаты вычислений сводим в таблицу.

№ се­чения	Xi		qℓ01^2	βij		М, кНм
				+	-	+	-
0	-		34.27х 7,275^2 =1813.76	-	-	-	-
1	0.2	ℓ01		0.065	-	117.89	-
2	0.4	ℓ01		0.090	-	163.23	-
2’	0.425	ℓ01		0.091	-	165.05	-
3	0.6	ℓ01		0.075	-	136.032	-
4	0.8	ℓ01		0.020	-	36.27	-
5	ℓ01			-	0.0715	-	129.68
5	-		34.27х7,2^2 =1776.55	-	0.0715	-	127.02
6	0.2	ℓ02		0.018	0.040	31.97	71.06
7	0.4	ℓ02		0.058	0.024	103.04	42.63
7’	0.5	ℓ02		0.0625	0.020	111.03	35.53
8	0.6	ℓ02		0.058	0.021	103.04	37.3
9	0.8	ℓ02		0.018	0.034	31.97	60.4
10	ℓ02			-	0.0625	-	110.03

Определяем расчет­ные поперечные силы изгибающих моментов в сечениях второстепенной балки на крайней опоре:

на первой промежуточной опоре слева:

на первой промежуточной опоре справа и на средних опорах:







Расчет прочности нормальных сечений. Уточняем ранее принятые по конструктивным соображениям размеры сечения балки по опорному моменту на первой про­межуточной опоре М_в=-129,55кНм, так как в этой зоне плита по­падает в растянутую зону и расчет ведется как для прямо­угольного сечения шириной b_вт.б=20 см

Определим полную высоту се­чения:

Принимаем защитный слой бетона α=3
h_вт.б. = h₀+ α+ = 23+3+1=27cм,
окончательно прини­маем h_вт.б b_вт.б =27 20 см
и тогда h₀=h-α=27-3 =24 см.
При этом незначительном снижении нагрузки от собственного веса балки не отразится на ее армировании и поэтому перерасчет не про­изводим.
Проверяем условие

При =1-0,01хR_b=1-0,01х14,5=0,855;

=1 (без учета работы хомутов)

149.58 0.3х1х0.855х14.5х20х24(100) =178524

149.58 178.524
Условие удовлетворяется, принятые размеры сечения балки достаточны.
Второстепенную балку армируем в пролетах сварными кар­касными с рабочей арматурой класса A-III, а на опорах-двой­ными рулонными сетками с поперечной рабочей арматурой класса Bp-I, раскатываем вдоль главных балок.
Площадь сечения рабочей арматуры определяем в 4-х рас­четных нормальных сечениях: на первой промежуточной и средних опорах как для балки прямоугольного сечения 50x20 см по моментам М₂ и М₄, а в первом и средних пролетах по моментам
М₁и М₃, как для балки таврового сечения со сжа­той полкой шириной b'_f=175см
М_{1 =} 5 х 175 х 5( 24-0,5х5) = =245 503,125 =245,5кНм.

Следовательно, нулевая линия расположена в полке и тав­ровые сечения так же рассчитываем, как прямоугольные, шири­ной b'_f=175см.

Определяем площадь сечения рабочей арматуры:
1. В первом пролете (М₁=165.05 кН м)

По таблице 2 приложения находим =0.990

Необходимая площадь сечения арматуры:

По сортаменту принимаем 4ø10 A-IIIc A_S=2.01см²
Верхние стержни каркасов принимаем конструктивно 2ø6 A-IIIс A_s=0.57cm²

2. В средних пролетах (М₃=111.03 кН м)

Находим =0.995

Необходимая площадь сечения арматуры

Принимаем 4ø 10A-IIIс A_S=2.01 cm²
Площадь сечения верхних стержней каркасов из арматуры класса

2ø5A-IIIсAs=0.39cm²

Во 2-ом пролете определяем из расчета на отрица­тельные изгибающие моменты, среднее значение в сечениях 6 и 7 равная М₄=56.845 кНм при ширине b_вт.б=20 см
В 3 пролета

Находим =0,980

Необходимая площадь сечения арматуры:

Достаточно принять по конструктивным соображениям 2ø12А-IIIс
A_S=2.26> 0.66 см².
3. На первой промежуточной опоре (М₂=-129.68кНм, поперечная арматура сеток класса A-IIId= 8мм)

Находим =0.995

Необходимая площадь сечения арматуры:

Которая должна быть размещена в полке шириной =175 см в виде двух сеток со смещением. Тогда на 1 п. м. ширины полки, на 1 сетку, приходится

Принимаем сетку типа:

C-V = 1,5

Обрывы поперечных рабочих стержней этих сеток назначаем от оси опоры для одного конца:

для противоположного:

Тогда ширина каждой сетки 1800+2425=4225 мм.
4. На остальных, средних, опорах (М₄= -56.845 кНм)

Находим =0.995

Необходимая площадь сечения арматуры:


Принимаем сетку типа:
C-Vl
Построим эпюры материалов для 1-го пролета.
Требуется оп­ределить изгибающий момент, который воспринимает 2ø10A-IIIс A_S=1,571см²

Находим =0.955

955
Определим изгибающий момент, который воспринимает 4ø10A-IIIс A_S=3,14см²

Находим =0.910

Построим эпюры материалов для 2-го пролета.

Требуется оп­ределить изгибающий момент, который воспринимает 2ø12А-IIIс A_S =2,26 см²

Находим =0.935

Определим изгибающий момент, который воспринимает 4ø12А-IIIс A_S =4,52см²

Находим =0.865

Расчет прочности наклонных сечений.
По конструктивным соображениям диаметр поперечных стерж­ней принимаем d=6мм
А-I; A_sw = 0,283см²; R_sw=175Мпа

По конструктивным соображениям шаг поперечных стержней при опорной части элемента принимаем S=15cm. Количество хомутов в сечении 2 штуки

При фактическом растяжении поперечных стержней находим

Определяем несущую способность сечения по наклонному сечению:






Т.к. несущая способность сечения по наклонному сечению обеспечена, шаг поперечных стержней при опорной части элемента принимаем S=15см, а в сред­ней части элемента S=30см.