Часть II. Сборный вариант плоского перекрытия с балочными плитами.
1) КОМПОНОВКА И ВЫБОР ВАРИАНТОВ ПЕРЕКРЫТИЯ.
1.1) КОМПОНОВКА ВАРИАНТОВ.
Сборное балочное перекрытие состоит из сборных панелей и поддерживающих их ригелей. Применяем пустотные панели с овальными пустотами. Пустотные панели можно раскладывать только по схеме с вкладышами-распорками между колоннами.
Панели имеют номинальную длину 5-7м. и ширину 1,0-1,5м. В ряде случаев можно применять панели больших размеров. Длина ригеля принимается от 6 до 8м.
Рассмотрим 3 варианта конструктивной схемы перекрытия и выберем наиболее экономичный по минимальному объему используемого бетона и веса арматуры.
Рисунок 22- Вариант 1 сборного перекрытия
Число колонн – 12[шт]
Число ригелей – 16 [шт]
Число панелей перекрытия – 100 [шт]
Число вкладышей – 15 [шт]
Рисунок 23 - Вариант 2 сборного перекрытия
Число колонн – 16[шт]
Число ригелей – 20 [шт]
Число панелей перекрытия – 125 [шт]
Число вкладышей – 20 [шт]
Рисунок 24 – Вариант 3 сборного перекрытия
Число колонн – 15[шт]
Число ригелей – 20 [шт]
Число панелей перекрытия – 120 [шт]
Число вкладышей – 18 [шт]
1.2) СРАВНЕНИЕ И ВЫБОР ВАРИАНТА.
Таблица 3 – Сравнение вариантов сборного перекрытия
| Сравниваемые элементы. |
1вариант |
2 вариант |
3 вариант |
| Плита перекрытия |
100 |
125 |
120 |
| Ригель |
16 |
20 |
20 |
| Колонна |
12 |
16 |
15 |
| Монолитный участок |
15 |
20 |
18 |
| Всего |
143 |
181 |
173 |
Принимаем 1 вариант, так как он наиболее экономичный.
1.3) КОРРЕКТИРОВКА ОСНОВНОГО ВАРИАНТА
 ;  [мм];
 - ширина ригеля по верху (300мм);
 - число ригелей вдоль длины панелей (4 шт);
 - число панелей по длине (5 шт);
Рисунок 25 – Привязка панелей перекрытия к осям здания
 ;  [мм];
Рисунок 26 – Откорректированный вариант сборного перекрытия
2) РАСЧЕТ КОНСТРУИРОВАНИЕ ПАНЕЛЕЙ
2.1) ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ И СБОР НАГРУЗОК
Определим площадь поперечного сечения панели:
Рис. 5
Нормативная нагрузка на плиту:
Сбор нагрузок приведён в таблице 2:
Таблица 4 – Сбор нагрузок на панель перекрытия
| Нагрузка |
Норм, кН |
γf
|
γn
|
Расч, кН |
Постоянная:
1) Собственный вес панели :
2) Цементно-песчаная стяжка(20[мм]):
( =22[кН/м3
])
3) Плитка керамическая (13[мм]), =18[кН/м3
].
Временная
1) Полезная
2) Кратковременная нагрузка
3) Длительно действующая
|
2,463
0,44
0,234
10,2
(1,5)
(8,7)
|
1,1
1,3
1,1
1,2
|
0,95
0,95
0,95
0,95
|
2,574
0,5434
0,244
11,628
|
| Итого: |
13,337 |
14,989 |
2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЙ
Усилия для расчета продолных ребер панели.
- Усилия для расчета по первой группе предельных состояний.
Рисунок 22 – Схема расчета пустотной панели
 ;
 ;
 ;
 6188[мм];
 85,375[кН∙м];
 55,187[кН];
Усилия от полной нормативной нагрузки.
- Усилия для расчета по второй группе предельных состояний.
 ;
 ;
;
 75,965[кН∙м];
 49,105[кН];
Усилия от длительно действующей нагрузки.
2.3. ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ
Бетон В20 Rb
=11,5 МПа; Eb
=27∙103
[МПа];
(панель) Rbt
=0,9 МПа
0,9 ∙ Rb
= 10,35 МПа; 0,9 ∙ Rbt
= 0,81 МПа.
Бетон В25 Rb
=14,5МПа;
(ригеля) Rbt
=0,75МПа
0,9 ∙ Rb
= 13,05 МПа; 0,9 ∙ Rbt
= 0,675 МПа.
Арматура А-IIIRs
=365МПа (для арматуры диаметром 10-40 мм); . (ригеля) Es
=20∙104
[МПа];
Арматура А-IIRs
=280МПа . (панель)
2.4. Проверка размеров сечения плиты перекрытия
Сечение панели приводим к тавровому.
Рис.7
Проверяем условие прочности по наклонной сжатой полосе: 
 ; ;
 [кН];
Условие выполняется. Разрушение бетона по наклонной сжатой полосе не произойдет.
2.5. РАСЧЕТ ПАНЕЛЕЙ ПЕРЕКРЫТИЯ ПО ПЕРВОЙ ГРУППЕ
ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
2.5.1. РАСЧЕТ ПАНЕЛЕЙ ПО СЕЧЕНИЯМ НОРМАЛЬНЫМ К
ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ
- Расчет продольных ребер панели перекрытия.
Расчет производим как для таврового приведенного сечения
1) M=85,375[кН∙м];
 0,400-0,035=0,365[м];
 ;  =0,05[м];  =0,365[м];
 225,216[кН∙м];
 следовательно граница сжатой зоны проходит через полку сечения.
2) 0,400-0,035=0,365[м];
3) 
4)  
5) 
 ;  ;  [МПа];  =280[МПа] (по СНиП 2.03.01-84 для арматуры класса А-II).
 500[МПа] ( при  );
 ;
 0,6316;
6)  ;
 0,001386 [м2
] или 13,86[см2
];
Принимаем арматуру 7Ø16А-II,  [см2
];
7)  2,974[см];
8) Проверка прочности
 137,949[кН∙м]>85,375[кН∙м];
Условие выполняется.
2.5.2. РАСЧЕТ ПО СЕЧЕНИЯМ НАКЛОННЫМ К
ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ
- Расчет приопорного участка
 =55,187 [кН]
Проверяем необходимость постановки поперечной арматуры по расчёту:
 7
Условие не выполняется. Арматуру устанавливаем по расчёту.
Проверяем 1-ое условие прочности на действие поперечной силы по наклонному сечению:
Принимаем из условия свариваемости диаметр поперечной арматуры:
Т.к. участок приопорный, то
Определяем интенсивность хомутов:
Момент, воспринимаемый бетоном сжатой зоны над вершиной наклонного сечения:
 =2 - для тяжёлого бетона.
Длина проекции расчетного наклонного сечения:
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном в вершине наклонного сечения:
Определяем поперечную силу воспринимаемую хомутами:
 ,
т.е. прочность по наклонному сечению обеспечена.
Проверяем 2-ое условие прочности по наклонному сечению на участке между двумя соседними хомутами:
Все условия выполняются, значит, арматуру подобрали верно.
Средний участок:
Проверяем необходимость постановки поперечной арматуры по расчёту:
Условие не выполняется. Арматуру устанавливаем по расчёту.
Проверяем 1ое условие прочности на действие поперечной силы по наклонному сечению:
Принимаем из условия свариваемости диаметр поперечной арматуры:
Т.к. участок пролетный, то
Определяем интенсивность хомутов:
Момент, воспринимаемый бетоном сжатой зоны над вершиной наклонного сечения:
=2 - для тяжёлого бетона.
Длина проекции расчетного наклонного сечения:
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном в вершине наклонного сечения:
Определяем поперечную силу воспринимаемую хомутами:
 ,
т.е прочность по наклонному сечению обеспечена.
Проверяем 2е условие прочности по наклонному сечению на участке между двумя соседними хомутами:
Все условия выполняются, арматуру подобрали верно.
2.5.3 Расчёты на местное действие нагрузок
 2,728
 10,91
Определяем граничную высоту сжатой зоны по формуле:
где w - характеристика сжатой зоны бетона, определяемая по формуле:
 - коэффициент, зависящий от вида бетона, для тяжелого бетона α
= 0,85;
 - расчетное сопротивление бетона при сжатии,
 ;
 - для ненапрягаемой арматуры;
 - расчетное сопротивление арматуры. Для арматурных сеток принимаем арматуру класса Bp-I,
 ;
 - предельное напряжение в арматуре сжатой зоны,
Находим коэффициент α
m
:
По коэффициенту α
m
с помощью таблиц определяем коэффициенты η
и ξ,
которые соответственно равны:
Проверяем, чтобы значение ξ
было меньше ξ
R
:
Определяем требуемую площадь арматуры:
Подбираем сетки:
 
Рис.9
Площадь рабочей поперечной арматуры на 1 п.м. сетки: Asф
= 1,31 см².
2.6. Расчёт плиты перекрытия по второй группе
предельных состояний
Геометрические характеристики приведённого сечения:
Рис. 10
 - общая площадь арматуры.
Эквивалентная площадь арматуры:
 , - соответственно модули упругости арматуры и бетона.
Площадь бетона:
Приведённая площадь сечения:
Определим статический момент сопротивления относительно нижней грани приведённого сечения:
Положение центра тяжести всего приведенного сечения:
Момент инерции приведённого сечения:
 - расстояние от центра тяжести i-го элемента до ц. т. приведённого сечения;
 - собственный момент инерции i-го элемента;
Момент сопротивления приведённого сечения:
2.6.1 Расчёты трещиностойкости сечений нормальных
к продольной оси
Панель эксплуатируется в закрытом помещении без агрессивной среды, поэтому ей предъявляется 3-я категория трещиностойкости, т.е. допускается продолжительное и непродолжительное раскрытие трещин.
Допускаемая продолжительная ширина раскрытия трещин  , непродолжительная -  .
Расчёт на образование трещин:
Трещины не образуются, если соблюдается условие:
 ,
 - максимальный момент от полной нормативной нагрузки;
 - момент, при котором трещины образуются.
 - пластический момент сопротивления,
 - для тавра;
Условие не выполняется, требуется расчет на образование трещин.
Выполняем расчёт на раскрытие трещин.
 - диаметр продольной арматуры;
 - коэффициент, учитывающий напряжённое состояние (изгибаемый элемент);
 - коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки;
  - для длительно-действующей нагрузки;
 - для кратковременной нагрузки.
 - соответствующий момент;
Плечо для соответствующего момента:
 
 - для тяжёлого бетона.
 - коэффициент, учитывающий вид арматуры (стержневая).
1) Определяем продолжительную ширину раскрытия трещин:
 - момент от продолжительной нагрузки;
2) Определяем непродолжительную ширину раскрытия трещин от полной нагрузки:
 - момент от полной нагрузки
3) Определяем непродолжительную ширину раскрытия трещин от длительно действующей нагрузки:
 - момент от продолжительной нагрузки
Условие соблюдается, значит, оставляем выбранный диаметр арматуры.
2.6.2 Расчёты трещиностойкости сечений наклонных
к продольной оси
Трещины не образуются, если выполняется следующее условие
 - наибольшая величина поперечной силы от полной нормативной нагрузки;
 - наибольшая величина поперечной силы, которая воспринимается только бетоном для предельного состояния 2 группы.
Условие выполняется. Трещины не образуются. Поэтому расчёт на образование трещин не производим.
2.6.3. Расчёты прогибов
Прогибы считаем, определяя кривизну с учетом наличия трещин и упругопластических свойств бетона.
Непродолжительная величина прогиба:
 - продолжительная величина прогиба;
 - прогиб от непродолжительного действия полной нормативной нагрузки;
 - прогиб от непродолжительного действия длительной нагрузки;
 - прогиб от продолжительного действия длительной нагрузки.
 - коэффициент, учитывающий схему загружения;
 - соответствующая кривизна элемента;
 - соответствующий момент;
 -соответствующее плечо пары сил;
 - коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона на участке между трещинами;
 - при непродолжительном действии нагрузки;
 - при продолжительном действии нагрузки;
 - коэффициент, учитывающий влияние сжатых полок;
 - коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки;
 - при продолжительном действии нагрузки;
 -при непродолжительном действии нагрузки.
1) Прогиб от непродолжительного действия полной нормативной нагрузки:
- момент от непродолжительной нагрузки;
 
 ;
 ;
;
 ;
 ;
2) Прогиб от непродолжительного действия длительной нагрузки:
- момент от длительной нагрузки;
 ;
 ;
 ;
;
;
;
 ;
2) Прогиб от продолжительного действия длительной нагрузки:
- момент от продолжительной нагрузки;
;
 ;
 ;
;
;
;
;
Панель удовлетворяет условиям.
2.7. Проверка плиты перекрытия на нагрузки при транспортировке и монтаже
Для монтажа и транспортировки панели предусматриваются петли из арматуры А-I.
Нагрузка от собственного веса:
 - динамический коэффициент;
 - нагрузка от собственного веса панели на 1 м².
Подбираем площадь сечения арматуры:
Принимаем 2 стержня из арматуры A-I Æ10 мм: As=1,57 см².
Делаем проверку прочности:
Условие выполняется.
2.8. Расчет монтажных петель
При подъёме петель нагрузка от собственного веса передаётся на 2 петли. Тогда нагрузка на 1 петлю равна:
Подбираем петлю из арматуры A-I диаметром 10 мм и
2.9 Конструирование плиты перекрытия
Рис. 11
Рис. 12
3. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ МНОГОПРОЛЕТНОГО
НЕРАЗРЕЗНОГО РИГЕЛЯ
3.1. ОПРЕДЕЛНИЕ РАЗМЕРОВ СЕЧЕНИЯ
 ;
 =5950[мм];
 595,00[мм]=600[мм];
 ;
 180=200[мм];
Рисунок 35 – Назначение размеров неразрезного ригеля.
3.2 Сбор нагрузок на ригель
3.3. Определение расчётных усилий с построением эпюр
Ригель рассчитывают как неразрезную равнопролётную балку (пролёты должны отличаться не более чем на 10%) методом предельного равновесия. Расчётные пролёты принимаются для средних ригелей расстояние между осями колонн;
При различны схемах загружения моменты и поперечные силы определяются по следующим формулам:
 - справочный коэффициент, зависящий от схемы загружения и от количества пролётов ригеля;
3.4. Характеристики материалов
Класс бетона согласно заданию – В 25.
 =14,5 МПа;
 =1,05 МПа.
С учетом длительности действия нагрузки при  определяем расчетные сопротивления бетона сжатию и растяжению:
Арматура класса AIII:  , диаметр 10-40 мм
3.5. ПРОВЕРКА РАЗМЕРОВ СЕЧЕНИЯ РИГЕЛЯ.
1.Проверяем высоту сечения по максимальному опорному моменту:
 ; b = 0,3 м (ширина ригеля - конструктивно); h =0,6 м(высота ригеля)
h =1м(высота ригеля)
2. Проверка по наклонной сжатой полосе:
Коэффициент φw
1
учитывает влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента.
Принимаем φw
1
=1.
Условие прочности выполняется.
3.6. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СЕЧЕНИЙ НОРМАЛЬНЫХ К
ПРОЖОЛЬНОЙ ОСИ..
1) Расчёт на положительные моменты пролётов
Рис.36
Рассматриваем 1пролет
 =
Принимаем арматуру 6Ø22А-III,  [см2
];
Рассматриваем 2 пролет.
 
Принимаем арматуру 6Ø18А-III,  [см2
];
2) Расчёт на отрицательные моменты на опорах:
Рассматриваем первую опору
Момент по грани колонны:
Моп
= М – Qоп
*(hк
/2) = 540,38 – 538,59*(0,4/2) = 432,662 кНм
Принимаем арматуру 6Ø18А-III, [см2
];
Рассматриваем вторую опору
Момент по грани колонны:
Моп
= М – Qоп
*(hк
/2) = 540,38 – 455,42*(0,4/2) = 449,296 кНм
Принимаем арматуру 6Ø18А-III, [см2
];
3.7. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СЕЧЕНИЙ, НАКЛОННЫХ
К ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ.
Расчёт будем вести на приопорных и средних участках в крайнем и среднем пролётах. Первое условие по наклонной сжатой полосе проверено для всех пролетов при проверке размеров сечения второстепенной балки.
Крайний пролет (приопорный участок)
:
Q = 394,17кН
 127,327<394,17[кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =28 / 4 = 7мм
Принимаем d
sw
= 8 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>=  ;
 [кН/м]
 326,786[кН∙м];
qsw
=[(412,895/2)2
/326,786] =130,423 кН/м > 77,638 кН;
В дальнейших расчетах используем qsw
= 130,423 кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
 30[см]
Принимаем Sk
= 30 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,503 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000503*3)/130,423=0,202 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/412,895=0,72 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=200м
 1,58[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию удовлетворяет
Принимаем С0
=1,58 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
 206,827[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
 216,068[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
 , кН
 , кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
 ;
 0,01 для тяжелого бетона;
 ;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
 1633,93>394,17[кН];
Условие выполняется.
Крайний пролёт (2 приопорный участок)
:
Q = 538,59кН
 127,327<538,59[кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =18 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(632,654/2)2
/326,786] =306,202 кН/м > 77,638 кН;
В дальнейших расчетах используем qsw
= 306,202
кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
30[см]
Принимаем Sk
= 30 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/306,202=0,122 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/632,654=0,472 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=100мм
Принимаем
 1, 033[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию удовлетворяет
Принимаем С0
=1, 033 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
 316,346[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
 316,306[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
 , кН
 , кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
 ;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
 3267,89>538,59 [кН]
Условие выполняется.
Второй пролет (приопорный участок)
:
Q = 497,42 кН
127,327<497,42[кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =18 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(577,312/2)2
/326,786] =254,975 кН/м > 77,638 кН;
В дальнейших расчетах используем qsw
= 254,975
кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
30[см]
Принимаем Sk
= 30 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/254,975=0,185 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/577,312=0,382 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=100мм
 1,54м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию удовлетворяет
Принимаем С0
=1,54 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
 232,199[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
 402,662[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
 , кН
 , кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
3267,89>497,42 [кН];
Условие выполняется.
Второй пролет (2 приопорный участок)
:
Q = 455,42 кН
127,327<455,42 [кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =18 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(531,671/2)2
/326,786] =216,253 кН/м > 77,638 кН;
В дальнейших расчетах используем qsw
= 216,253кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
30[см]
Принимаем Sk
= 30 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/216,253=0,139 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/531,671=0,322 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=100мм
 1,22[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию удовлетворяет
Принимаем С0
=1,22 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
 267,857[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
 263,829[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
 , кН
 , кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
3267,89>455,42 [кН];
Условие выполняется.
1 Пролетный участок
:
Q = 157,668 кН
127,327<157,668 [кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =22 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(150,396/2)2
/326,786] =17,304 кН/м
В дальнейших расчетах используем qsw
= 77,638 кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
 67,5[см]
Принимаем Sk
= 65 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/ 77,638
=0,291 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/150,396=1,98 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=250мм
 2,05[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию не удовлетворяет
Принимаем С0
=1,64 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
 199,259[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
 127,326[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
 , кН
 , кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
 ;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
 1307,144>157,668 [кН];
Условие выполняется.
2 Пролетный участок
:
Q = 238,21 кН
127,327<238,21 [кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =18 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(371,277/2)2
/326,786] =105,456 кН/м
В дальнейших расчетах используем qsw
= 105,456 кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
67,5[см]
Принимаем Sk
= 65 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/ 105,456
=0,241 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/371,277=0,805 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=200мм
 3,09[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию не удовлетворяет
Принимаем С0
=1,64 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
199,259[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
 172,947[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
 , кН
 , кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
 ;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
1633,93>238,21 [кН];
Условие выполняется.
3 Пролетный участок
:
Q = 243,21 кН
127,327<243,21 [кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =18 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(300,066/2)2
/326,786] =35,572 кН/м
В дальнейших расчетах используем qsw
= 77,638 кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
67,5[см]
Принимаем Sk
= 65 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/ 77,638
=0,291 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/300,066=0,97 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=250мм
2,05[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию не удовлетворяет
Принимаем С0
=1,64 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
199,259[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
127,326[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
 , кН
 , кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
1307,144>243,21 [кН];
Условие выполняется.
4 Пролетный участок
:
Q = 323,154 кН
127,327<323,154 [кН]
1.Задаемся диаметром поперечной арматуры:
d
sw
≥ d
/ 4 =18 / 4 = 5,5мм
Принимаем d
sw
= 6 мм – принимаем арматуру для хомутов А-I
2.Определяем интенсивность хомутов:
qsw
=[(
Q
/2)2
/
M
в
]>= ;
[кН/м]
326,786[кН∙м];
qsw
=[(254,425/2)2
/326,786] =49,52 кН/м
В дальнейших расчетах используем qsw
= 77,638 кН
3.Принимаем конструктивный шаг:
67,5[см]
Принимаем Sk
= 65 см.
4.Подбираем расчетный шаг арматуры:
Sр
=(Rsw
*Asw
1
*n)/qsw
,
Rsw
=175 МПа
Asw
1
=0,283 см2
– площадь одного стержня;
n=3 – число каркасов;
S
р
=(175*103
*0,0000283*3)/ 77,638
=0,291 м.
5. Определяем максимальный шаг:
Smax
=[
j
в4
*(1+
j
n
)*
R
в
t
*
g
в2
*
b
*
h
о
]/
Q
;
j
в4
=1,5 (для тяжелого Б)
Smax
=[1,5*(1+0)*810*0,3* 0,82]/254,425=1,17 м.
6. Выбираем наименьшее значение шага: S= Sр
=250мм
 2,05[м];
h0
= 0,82 ≤С0
≤2 ∙ h0
= 1,64
С0 -
условию не удовлетворяет
Принимаем С0
=1,64 м.
Определяем поперечную силу, воспринимаемую бетоном:
199,259[кН];
Определяем поперечную силу, воспринимаемую хомутами:
127,326[кН];
7. Проверка условия прочности на действие поперечной силы по наклонной трещине:
 , кН
 , кН
Условие выполняется.
8. Проверка прочности по наклонной сжатой полосе:
;
0,01 для тяжелого бетона;
;
Проверка выполняется.
9.Проверка прочности между соседними хомутами:
1307,144>323,154 [кН];
Условие выполняется.
3.9. РАСЧЕТ УЗЛА СОПРЯЖЕНИЯ РИГЕЛЯ С КОЛОННОЙ.
Определяем площадь сечения закладных деталей:
Аpl
= Mоп
/Z*Ry
Ry
= 24,5 кН/см2
Аpl
= 513,312*100/85,5*24,5 = 24,405 см2
 =300мм
 =400мм
Определим длину сварных швов
1,3 - обеспечение надежной работы сварного шва по выровненному моменту;
 ¾ катет сварного шва, м
kf
<=1,2* tpl
к
=1,2*8=9,6 мм; принимаем kf
=8мм
 -расчетное сопротивление сварного шва на срез для сварки электродами Э42  = 180000 кН*м
N = Mоп
/Z = 513,312/0.855 = 600,365 кН – продольная сила
Т = Q*f = 632,554*0,15 = 94,883 кН – реакция от трения одной закладной детали о другую
f = 0,15 – коэффициент трения
Определяем минимальную длину закладных деталей при двустороннем сварном шве:
Определяем толщину закладной детали
  =12.2мм  8мм
3.8. ЭПЮРА МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУИРОВАНИЯ РИГЕЛЯ.
| № |
d мм |
As1
|
h0 |
ξ |
η |
zв |
Mед кН |
| 1 |
Ø22 |
0,002281 |
0,89 |
0,238 |
0,880 |
0,783 |
123,74 |
| 2 |
Ø18 |
0,001527 |
0,89 |
0,149 |
0,925 |
0,823 |
89,06 |
| 3 |
Ø18 |
0,001527 |
0,89 |
0,149 |
0,925 |
0,823 |
89,06 |
| 4 |
Ø18 |
0,001527 |
0,87 |
0,158 |
0,920 |
0,800 |
80,22 |
Определим значения W
и 20d
для стержней, которые будем обрывать.
Q – расчетная поперечная сила в рассматриваемом сечении, принимаемая с помощью эпюры арматуры и эпюры поперечных сил,
d – диаметр обрываемого стержня,
qsw
- интенсивность поперечных стержней:
|
 |
|
|
|
| 1 |
| слева |
0,022 |
115,5 |
394,17 |
0,44 |
6,93 |
| справа |
0,018 |
115,5 |
538,59 |
0,36 |
9,41 |
| 2 |
| слева |
0,018 |
115,5 |
497,42 |
0,36 |
8,70 |
| справа |
0,018 |
46,2 |
455,42
|
0,36 |
19,80 |
4. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.
1. В.Н. Байков, Э.Е. Сигалов/ Железобетонные конструкции. Общий курс. – Москва, Стройиздат, 1991.
2. СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»×, Госстрой СССР, М.: 1989.
3. Стуков В.П Монолитный вариант плоского перекрытия с балочными плитами./ Методические указания к КП №1 «Железобетонные конструкции», РИО АЛТИ, 1979.
4. Стуков В.П. Сборный вариант плоского перекрытия с балочными плитами. Компоновка перекрытия и проектирование панели/ Методические указания к КП №1 «Железобетонные конструкции», РИО АЛТИ, 1981.
5. Стуков В.П Железобетонные конструкции/ Основные данные и нормативные материалы к КП №1, 2, РИО АЛТИ, 1992.
6. Русланов В.М./ Строительные конструкции зданий и основы их расчета. М.: Высшая школа, 1987.
|
