Конструктивные решения. 
Конструкция многоэтажного здания

Расчет и конструирование плиты перекрытия

Элементы монолитного ребристого железобетонного перекрытия (плиту, второстепенную и главную балку) рассчитываем отдельно. Расчет элементов производим в соответствии с указаниями СНиП 2.03.01 и «Руководства по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения)» .

Монолитные ребристые перекрытия выполняются из бетонов классов по прочности на сжатие В10… В15. Класс арматуры принимаем в зависимости от принятого варианта армирования.

Подсчёт нагрузок на отдельные элементы перекрытия, несмотря на его монолитность, ведем, как для разрезных конструкций.

Для балочных плит повышение несущей способности, обусловленное опиранием по коротким сторонам, относительно невелико. Поэтому для расчета балочной плиты на равномерно распределенную нагрузку из нее мысленно выделяем полосу шириной в 1 м, опёртую на второстепенные балки. Такую полосу рассматриваем как отдельную неразрезную балку, изгибающуюся в одном направлении.

Нагрузки на 1 м² плиты складываются из постоянной нагрузки (от собственной массы плиты и заданной конструкции пола) и временной (полезной), принимаемой по заданию. Для определения расчетных нагрузок коэффициенты надёжности по нагрузке определяются по СНиП II-6−74 «Нагрузки и воздействия»: пп. 2.2 и 3.7 СНиП II-6−74.

от веса железобетонных конструкций _f = 1,1.

от веса выравнивающих и отделочных слоев (плиты, засыпки, стяжки и др.), выполняемых:

в заводских условиях _f = 1,2.

на строительной площадке _f = 1,3;

для равномерно распределенных временных нагрузок на перекрытия и лестницы:

при нормативной нагрузке 2,0 кПа _f = 1,2.

Таблица 3.1. Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м² перекрытия.

Плита рассматривается как неразрезная балка, загруженная равномерно распределённой нагрузкой. В неразрезных балочных плитах с равными пролетами или с пролётами, отличающимися не более чем на 20%, изгибающие моменты определяют с учётом перераспределения вследствие пластических деформаций по готовым формулам.

На работу участков плиты, защемленных по четырём сторонам во второстепенных и главных балках, благоприятное влияние оказывают распоры. Поэтому для плит, окаймленных по всему контуру монолитно связанными с ними баками, рассчитываемых без учёта распора, возникающего в предельном состоянии, значению изгибающих моментов следует уменьшить против определённых по расчету в сечениях промежуточных пролётов и промежуточных опор на 20%.

Таким образом, расчёт следует выполнять для двух полос; условно вырезанных у торцовых стен (участки плиты защемлены по трем сторонам и свободно опёрты одной стороной на стену — полоса 1) и в средней части перекрытий (участки плиты защемлены по четырем сторонам — полоса 2).

За расчетные пролёты плиты принимаются:

средние — расстояния в свету между второстепенными балкам;

крайние — расстояния от оси опоры на стене (при опирании на наружные стены) до грани ребра второстепенной балки.

Длина опорной чести плиты на кирпичную наружную стену принимается ранкой 120 мм.

Расчетные пролеты:

L_кр.р. L_ср.р= 2 000 200=1800мм Значения расчетных изгибающих моментов определяют по формулам:

в первом пролете М₁₌ qL²_кр.р./11кНм в средних пролетах и на средних опорах-М_С= М₂= qL²_ср.р./16кНм на первой промежуточной опоре М_В= qL²_кр.р./14кНм в средних пролетах и на средних опорах, где плиты окаймлены по всему контуру монолитно связанными с ними балками М_С= М₂=0,8 qL²_ср.р./16кНм При этом наибольшая поперечная сила возникает на первой промежуточной опоре слева:

Q^л_B=0,6q L_кр.р. кН Расчет усилий в перекрытии производим в табличной форме Таблица 3.2. Расчет усилий в перекрытии.

Толщину плиты, предварительно принятую для вычисления её веса, необходимо уточнить по наибольшим расчётным усилиям.

В расчётном отношении плита представляет собой изгибаемый элемент прямоугольного сечения шириной 1000 мм и высотой h. Высоту плиты определяют, исходя из оптимального для плит значения относительной высоты сжатой зоны _оптx/h0.1…0.2. Также необходимо, чтобы удовлетворялось условие Q_b4R_btbh₀, и не требовалась постановка арматуры. Принимаем бетон класса B15 с характеристиками: R_b7.65 МПа R_bt0.675 МПа Оптимальная относительная высота сжатой зоны для плит _оптx/h0.2.

_optопт(1_опт/2)0.2(10.2/2)0.18.

a10+d/210+8/214 мм.

hh₀a0,030,0140,047 принимаем h60 мм.

тогда h₀601 446 мм.

Армирование плиты может осуществляться в виде отдельных стержней или в виде сварных рулонных или плоских сеток. Подбор продольной арматуры в каждом сечении плиты определяется по соответствующим изгибающим моментам, как для изгибаемых элементов прямоугольного сечения с одиночной арматурой. При расчете количества арматуры пользуются следующей схемой расчета:

1) Задаются исходными данными.

М — изгибающий момент в сечении, классом бетонав нашем случае В15; Rb=7.65 МПа. Назначается арматура сварых сеток из арматуры Вр-I: Rs=375 МПа; b=1000 мм.; h₀=60−14=46 мм.2) Рассчитываем щ для определения о_R:

• 0,008R_b0.850.0087.650,789; 0,85 для тяжёлого бетона.
• 3) Определяем граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:

4)Определяем б_m:

;

5) Далее по [4] (таблица 3.1. стр.140) находим о исравниваемсо_R.Если о > о_R, то необходимо изменить сечение или марку бетона.

Если о? оR, то находим v=1−0.5о.

6) Далее находим площадь арматуры:

Плиты ребристых перекрытий армируют сварными рулонными сетками с продольной или поперечной рабочей арматурой или вязаными сетками. Наиболее экономичным является армирование плит сварными сетками. Их изготавливают из обыкновенной холоднотянутой проволоки класса ВрI диаметром 3−5 мм или из стали класса АIII диаметром 6−9 мм согласно ГОСТ 8478 «Сетки сварные для армирования железобетонных конструкций». Вязаные сетки состоят из стержней диаметром 6−12 мм из стали класса А-1 или А-III.

П. 5.20 СНиП 2.03.01−84.

Расстояния между осями рабочих стержней в средней части пролёта плиты и над опорой (вверху) должны быть не более 200 мм при толщине плиты до 150 мм и не более 1,5h-при толщине плиты более 150 мм, где h — толщина плиты.

В плитах расстояния между стержнями, заводимыми за грань опоры, не должны превышать 400 мм, причем площадь сечения этих стержней на 1 м ширины плиты должна составлять не менее 1/3 пощади сечения стержней в пролёте, определенной расчётом по наибольшему изгибающему моменту.

Сечение распределительной арматуры должно быть не менее 10% от сечения рабочей арматуры (но менее 3 стержней на 1 м.п.).

Детальная проработка в графической части.