Расчет сборной железобетонной ребристой плиты перекрытия.

Задание на проектирование

Сетка здания 10 × l₁ = 7,5 м; 4 × l₂ = 8,9 м.

Высота этажа 4,2 м.

Толщина наружной стены 0,51 м.

Количество этажей 4

Нормативная нагрузка на перекрытие 13,1 кН/м²

Расчетное сопротивление грунта 0,33

Снеговой район VI

Количество окон в проеме 3

Размер оконного проема 1,5 × 1,8 м.

Содержание

1. Расчет сборной железобетонной ребристой плиты перекрытия

2. Расчет металлической сварной главной балки

3. Расчет металлической центрально сжатой колонны 1-го этажа

4. Расчет центрально сжатого монолитного железобетонного фундамента стаканного типа

5. Расчет простенка 1-го этажа

6. Список использованной литературы.

Расчет сборной железобетонной ребристой плиты перекрытия.

Нормативная нагрузка на перекрытие из здания n_п =13,1 кН/м², коэффициент надежности по нагрузке g_I = 1,2. Тогда расчетная нагрузка .

Ширину балки, на которую опирается плита перекрытия, предварительно принимаем равной b₀ = 0,3 м.

Пролет плиты равен l₁ = 7,5 м.

Рис.1 План здания и раскладки железобетонных плит перекрытия

Ширину плиты принимаем из условий раскладки перекрытия на длине в поперечном направлении сетки колонн здания l₂ = 8,9 м (рис. 1).

В среднем пролете укладываем пять плит шириной 1,3 м, и две плиты по 1,2 м: =8,9м.

В крайнем пролете расстояние в свету между стеной здания и плитой уложенной по колонне здания равно: 8,9-1,3/2-0,2 = 8,05м, тогда укладываем пять плит шириной 1,3 м и 1 плиту шириной 1,5м и устраиваем монолитный участок шириной 0,05м: 5×1,3+1×1,5+0,05=8,05 м.

Рассчитываем наиболее часто встречающуюся сборную железобетонную ребристую плиту шириной b¢ = 1,3 м.

Расчетный пролет плиты

Нагрузки на 1 погонный метр плиты равны:

нормативная

расчетная где - коэффициент по назначению здания.

Определение усилий М и О

От нормативной нагрузки:

От расчетной нагрузки

Размеры поперечного сечения плиты

Предварительно задаемся рабочей высотой плиты

Принимаем высоту плиты h = 400 мм (размер должен быть кратен 50 мм), толщину защитного слоя а = 30 мм (рис.2).

Рис. 2. Геометрические размеры поперечного сечения железобетонной плиты

Окончательно рабочую высоту принимаем равной

Если отношение =50/400 = 0,125 > 0,1, следовательно в расчет вводится вся ширина полки плиты b_f = 1160 мм.

Характеристики бетона и арматуры

Принимаем бетон класса В20:

Принимаем арматуру класса А-V:

Предварительное напряжение в арматуре создается электротермическим способом с натяжением арматуры на упоры.

Предварительное напряжение в рабочей арматуре принимаем равным 60% от нормативного сопротивления:

Отклонение предварительного напряжения:

где l = l₁ =7,5м – длина рабочей напрягаемой арматуры в метрах.

Проверка условий

s_sp + p = 471 + 78 = 549 < R_s.ser = 785 МПа;

s_sp – p = 471 – 78 = 393 > 0,3R_s.ser = 0,3 × 785 = 235,5 МПа.

Коэффициент точности натяжения g_sp:

- отклонение натяжения, где n = 2 – число напрягаемых стержней в плите перекрытия.

При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты

При расчете плиты по прочности

Предварительное напряжение с учетом g_sp = 0,86

Расчет прочности по нормальным сечениям

(первая группа предельных состояний)

Изгибающий момент от расчетной нагрузки М = 121,01 кН×м.

,

Сжатая зона бетона х = x ×h₀ = 0,077 × 37 = 2,849 см < h_f = 5 см, т.е. нейтральная ось проходит в полке плиты перекрытия.

Предварительное напряжение арматуры с учетом 30% потерь в первом приближении:

- для A-V

Принимаем

Площадь напрягаемой растянутой арматуры

Принимаем 2Æ 22 А-V₅ × A_s = 7,60 см² (по табл. 5).

Коэффициент армирования

Расчет полки 1 погонного метра плиты на местный изгиб

Расчетный пролет плиты в поперечном направлении

Расчетная нагрузка на 1 м.п. полки (b₀ = 1 м)

Изгибающий момент

– толщина защитного слоя бетона в полке,

- рабочая высота полки.

Армируем полку арматурой Æ 5 Вp×I₅ R_s = 360 МПа (табл. 4)

Принимаем 6Æ 5 Bp – I₅ A_s = 1,178 см² (табл. 6) с шагом

где n = 6 – количество рабочих стержней принятых на 1 метр ширины полки.

Арматуру в перпендикулярном направлении, которая удерживает рабочие стержни в заданном направлении, принимаем Æ3 Bp – I с шагом S = 250 мм из условия свариваемости и ее минимального расхода (табл. 7).

Тогда сетка CI будет обозначаться: (рис.3).

Рис. 3. Армирование полки и продольных ребер плиты перекрытия

Расчет прочности плиты по наклонному сечению

Поперечная сила от расчетной нагрузки

Проверяем условия:

1)

- условие выполняется.

2)

Коэффициент, учитывающий предварительное натяжение арматуры

- условие выполняется, тогда

- условие не выполняется, т.е. необходима постановка поперечной арматуры.

Коэффициент, учитывающий влияние свесов полок.

- условие не выполняется. Принимаем

При двух продольных ребрах

- условие выполняется.

, тогда принимаем

Принимаем по табл. 4 и 6 поперечную арматуру 2 Æ6 А – IV с шагом S = 20 см,

Проверяем условие

- условие выполняется.

Максимальный шаг поперечной арматуры

Момент, воспринимаемый бетоном

Проекция наклонной трещины бетона

при этом

- условие выполняется.

Принимаем с = 1,23 м.

Тогда поперечная сила, воспринимаемая бетоном

Проекция наклон ной трещины поперечной арматуры

, при этом и

- условие не выполняется.

- условие не выполняется,

принимаем

Поперечная сила воспринимаемая поперечной арматурой

Поперечная сила воспринимаемая бетоном

- условие выполняется.

Проверяем прочность бетона на сжатие в полосе между наклонными трещинами.

Коэффициент, учитывающий влияние поперечной арматуры

где коэффициент поперечного армирования

- коэффициент приведения.

- условие выполняется, размеры поперечного сечения плиты достаточны.

Фактический шаг поперечной арматуры принимаем из следующих условий:

на приопорных участках ( на ¼ пролета)

и

в середине пролета

и

Окончательно принимаем и (кратно 50 мм).

Продольную арматуру каркаса принимается из условия свариваемости по табл. 7, но не менее Æ 10 мм. Принимаем Æ 10 А-II. (рис.4).

Рис. 4. Армирование продольного ребра плиты