Розрахунок та конструювання плити 1 страница

Залізобетонні плити – це плоскі конструкції, товщина яких значно менша ширини та довжини .

Вихідні дані:

а) бетон класу В20; ( МПа);

б) плита армується зварними сітками з поперечною робочою арматурою (у прийнятому варіанті, класу А400С; МПа, (Ø 6, 8 мм);

в) тимчасове навантаження кН/м²;

г) коефіцієнт надійності за призначенням будівлі ;

д) вага підлоги з підготовкою (покрівлі з утеплювачем) кН/м².

5.1. Вибір розрахункової схеми

Плити балочного перекриття опираються на другорядні та головні балки, є плитами, опертими по контуру, і розраховуються в напрямі коротшої сторони. Розраховуючи плиту, розглядають смугу шириною 1 м, яка опирається на стіни (крайні опори) та другорядні балки (середні опори) (рис. 4).

Розрахункова схема плити – є нерозрізна багатопролітна балка, яка завантажена рівномірно розподіленим навантаженням інтенсивністю ; розрахунок навантаження приведено у п. 5.3 методичних вказівок (рис. 5).

Рис. 5. Розрахункова схема плити

5.2. Визначення розрахункових прольотів плити

Плита защемлена в цегляну стіну на величину см (рис. 6).

Рис. 6. До визначення розрахункових прольотів плити

Визначення розрахункових крайніх прольотів:

см,

де см – крайній геометричний проліт плити;

см – ширина ребра другорядної балки;

см – величина опирання плити на стіну.

Визначення розрахункових середніх прольотів:

см,

де см – середній геометричний проліт плити;

– відстань між гранями другорядних балок.

5.3. Визначення навантаження на плиту

Розрахунки зводимо до табл. 6. Розрахункове навантаження на 1м плити дорівнює навантаженню на 1 м², тому що ширина розрахункової смуги плити 1 м. Щільність важкого бетону прийнята кН/м³.

Таблиця 6

Навантаження на плиту

№ пор.	Вид навантаження	Характеристичне навантаження, кН	Коефіцієнт надійності	Розрахункове навантаження, кН
	Постійне
	Залізобетонна плита	2,25	1,1	2,47
	Підлога	1,2	1,3	1,56
	Всього постійне
	Тимчасове
	Корисне навантаження		1,2

Повне розрахункове навантаження на 1 м² плити з урахуванням коефіцієнта надійності за призначенням :

кН.

5.4. Визначення згинальних моментів

Розрахункові зусилля з урахуванням їх перерозподілу внаслідок пластичних деформацій бетону визначаються таким чином:

– у крайніх прольотах

кН∙м;

– на опорах В (перші проміжні опори)

кН∙м;

– у середніх прольотах

кН∙м;

– на середніх опорах

кН∙м.

Епюра згинальних моментів у плиті наведена на рис. 7.

Рис. 7. Епюра згинальних моментів у плиті

Поперечні сили по гранях опор не визначають, тому що завжди виконується умова міцності.

5.5. Визначення товщини плити

Товщину плити, попередньо прийняту для визначення її ваги, уточнюємо з урахуванням дії найбільшого згинального моменту кН∙м.

Робоча висота перерізу визначається за формулою

,

де кН∙см – найбільший згинальний момент у плиті;

см – розрахункова ширина плити.

Для визначення табличного коефіцієнта необхідно знайти відносну висоту стиснутої зони бетону, яка обчислюється за формулою

,

де МПа – розрахунковий опір бетону стиску (для класу В20);

МПа – розрахунковий опір арматури розтягу (для класу А400С);

– коефіцієнт умови роботи бетону.

Оптимальний процент армування для плит опертих по чотирьох сторонах складає , приймаємо .

Таким чином,

.

Використовуючи таблицю коефіцієнтів для розрахунків згинальних елементів, армованих одиночною арматурою, за величиною знаходимо відповідний йому коефіцієнт за табл. 2 додатку.

Необхідна робоча висота перерізу плити

см.

Повна товщина плити

см,

де мм см – діаметр стержнів робочої арматури;

см – мінімальний захисний шар бетону.

Призначаємо повну товщину плити з кратністю 1 см. Приймаємо
см (рис. 8).

Рис. 8. Поперечний переріз плити

Уточнюємо робочу висоту перерізу:

см.

5.6. Визначення площі поздовжньої робочої арматури

Для сприймання згинальних моментів в розтягнутих зонах встановлюються плоскі зварні сітки з поперечною робочою арматурою класу А400С,
з розрахунковим опором МПа.

Підбір типів сіток за площею робочої арматури проводимо за табл. 4 додатку. Результати підбору зведені до табл. 7, 8, а розміщення сіток показано на схемах (рис. 9, 10).

Таблиця 7

Підбір арматури ділянки А (див. рис. 2)

Елемент	, кН∙см		ξ	Необхідна арматура, см^2	Прийнята арматура
Кількість та тип сіток	,см^2
Пр1			0,15			3,36
Пр2			0,112			2,51
Оп В			0,159			3,36
Оп С			0,112			2,51

Таблиця 8

Підбір арматури ділянки В (див. рис. 3)

Елемент	, кН см		ξ	Необхідна арматура, см^2	Прийнята арматура
Кількість та тип сіток	,см^2
Пр2			0,09	0,09 1,87		1,89
Оп. С

Рис. 9. Армування плити рулонними зварними сітками
з поздовжньою робочою арматурою

Рис. 10. Армування плит зварними сітками
з поперечною робочою арматурою (варіанти)

Вказівки до конструювання плити

У плитах перекриття ділянок В, які повністю обрамлені по контуру головними та другорядними балками, зменшуємо величину згинальних моментів на 20 %.

Плиту ребристого перекриття рекомендується армувати зварними сітками. Якщо діаметр робочої арматури 3, 4, 5 мм, то приймають рулонні сітки з поздовжньою робочою арматурою, які розгортають у напрямі головних балок.

У прольотах сітки укладають по низу плити, а на опорах, над другорядними балками, переводять у верхні зони плити. Перегинання сіток у верхній зоні здійснюється на відстані прольоту від осі опори. Основна сітка С1 (ділянка А) підбирається за величиною моменту, який діє в середніх прольотах. У крайніх прольотах укладається додаткова сітка С2.

Основну сітку С3 (ділянка В) підбирають за величиною моменту, який зменшений на 20 % і діє у середніх прольотах. У крайніх прольотах укладають додаткову сітку С4 (див. рис. 9).

Якщо діаметр робочої арматури 6 мм і більше, то необхідно прийняти сітки з поперечною робочою арматурою.

Зварні сітки з поперечною робочою арматурою укладають по нижній грані плити в прольотах і по верхній грані над опорами. Ширина сіток у прольотах дорівнює прольоту плити, а над опорами – сітку заводять на прольоту з обох боків від осі опори (див. рис. 9).

Сітки підбирають окремо для середніх та крайніх прольотів і опор плити ділянки А.

Стикування сіток здійснюється відповідно до СНиП 2.03.01-84^*.

Так само у випадку армування плити на ділянці В.

6. Розрахунок та конструювання другорядної балки

Залізобетонні балки – це лінійні конструкції, розміри поперечного перерізу яких, та , значно менші від довжини .

Вихідні дані:

а) бетон класу В20; МПа; МПа;

б) балка в прольотах армується зварними каркасами з поздовжньою робочою арматурою класу А400С; МПа, МПа;

в) балка на опорах армується плоскими зварними сітками, робоча арматура класу А400С, МПа;

г) поперечна арматура класу А240С, МПа;

д) тимчасове навантаження кН/м²;

е) вага підлоги з підготовкою (покрівлі з утеплювачем) кН/м².

6.1. Вибір розрахункової схеми

Розрахункова схема другорядної балки являє собою нерозрізну шестипролітну балку, яка кінцями опирається на цегляні стіни, а у проміжку – на головні балки (див. рис. 2). Балка завантажена рівномірно розподіленим навантаженням інтенсивністю , розрахунок навантаження приведено у п. 6.3.

Якщо кількість прольотів перевищує 5, то балка розраховується як п’ятипролітна (див. рис. 11).

Рис. 11. Розрахункова схема другорядної балки

6.2. Визначення розрахункових прольотів

Другорядні балки замуровуються в цегляну стіну на глибину см.

Розрахункові прольоти визначаються з урахуванням попередньо прийнятих розмірів перерізу другорядної та головної балок (див. табл. 2, рис. 12). Визначення розрахункових крайніх прольотів:

см,

де см – крайній геометричний проліт другорядної балки;

см – ширина ребра головної балки;

см – глибина опирання балки на стіну.

Рис. 12. До визначення розрахункових прольотів другорядної балки

Визначення розрахункових середніх прольотів:

см,

де – середній геометричний проліт другорядної балки;

– відстань між гранями головних балок.

6.3. Визначення навантаження на балку

Рівномірно розподілене навантаження складається з постійного (вага підлоги, плити, ребра другорядної балки) і тимчасового навантаження
кН∙м. Навантаження збирається з вантажної площі, ширина якої обмежена більшим прольотом плити м (див. рис. 4, табл. 9).

Повне розрахункове навантаження на 1 м погонної довжини другорядної балки з урахуванням коефіцієнта надійності за призначенням будівлі :

Таблиця 9

Визначення навантаження на другорядну балку

№ пор.	Вид навантаження	Характеристичне навантаження, кН/м	Коефіцієнт надійності	Розрахункове навантаження, кН/м
Постійне навантаження
	Підлога	2,88	1,3	3,74
	ЗБ плита	4,8	1,1	5,28
	Ребро другорядної балки	2,1	1,1	2,31
	Всього постійне
Тимчасове навантаження
			1,2

кН/м;

кН/м;

кН/м.

6.4. Визначення згинальних моментів

Конструювання другорядної балки пов’язано з побудовою обвідної епюри згинальних моментів, ординати якої визначаються за формулою

,

де коефіцієнт, який приймається в залежності від перерізу балки та відношення навантажень з табл. 6 додатка;

кН/м – повне розрахункове навантаження;

– розрахункова довжина прольоту, де визначаються згинальні моменти.

Визначення згинальних моментів за відношення наводиться в табл. 10. Побудова епюр та наведена на рис. 13.

Таблиця 10

Визначення згинальних моментів у другорядній балці

Проліт	Переріз	Коефіцієнти		Згинальні моменти, кНм
1 проліт		0,065	-		91,27	-
	0,09	-	126,37	-
2′	0,091	-	127,78	-
	0,075	-	105,31	-
	0,02	-	28,08	-
Оп.В		-	-0,0715	[*]	-	-100,84
2 проліт		0,018	-0,035		25,50	-49,58
	0,058	-0,016	82,16	-22,66
7′	0,0625	-	88,53	-
	0,058	-0,014	82,16	-19,83
	0,018	-0,029	25,50	-41,08
Оп.С		-	-0,0625		-	-88,53
3 проліт		0,018	-0,028		25,50	-39,66
	0,058	-0,01	82,16	-14,17
12′	0,0625	-	88,53	-

Ошибка! Раздел не указан.

Рис. 13. Епюри згинальних моментів та поперечних сил другорядної балки (М – кНм, Q – кН)

6.5. Визначення поперечних сил

кН;

кН;

кН.

6.6. Визначення розмірів поперечного перерізу другорядної балки

Рис. 14. Переріз перекриття в поперечному напрямі

Робочу висоту балки (рис. 14) визначаємо за формулою

,

де кН∙см – найбільший згинальний момент у балці;

– визначається за оптимальною величиною ;

;

– коефіцієнт умов роботи важкого бетону;

МПа – розрахунковий опір стиску для бетону В20;

см – ширина перерізу другорядної балки.

Таким чином, см.

Повна висота балки см.

Приймаємо висоту балки см, ширину ребра балки см.

Уточнюємо робочу висоту:

а) у випадку розміщення робочих стержнів у два ряди

см;

б) у випадку розміщення сіток на опорі

см;

в) у випадку розміщення робочих стержнів в один ряд

см.

Визначення ширини полки (рис. 15) проводиться за формулою

,

де – величина звисів, приймається меншою із трьох наступних значень:

1) см,

де – величина середнього розрахункового прольоту плити;

2) см,

де – геометричний проліт другорядної балки;

3) якщо , то ;

оскільки см см, то третя умова не враховується,

де – висота перерізу другорядної балки.

Рис. 15. Переріз другорядної балки

Таким чином, см см.

6.7. Визначення розрахункової форми поперечного перерізу другорядної балки

Визначення положення нейтральної лінії:

кН∙cм кН∙м.

Оскільки кН^·м кН·м, то переріз розраховуємо як прямокутний з шириною см та висотою см.

Дата добавления: 2015-06-26