Проектирование промежуточной диафрагмы

3.1Статический расчёт

Поперечные ребра – диафрагмы рассматриваются как однопролетные свободно опертые балки. Нагрузка на них передается от плиты по закону треугольника (расстояния между диафрагмами больше ширины панели). Закон передачи нагрузки путем проведения биссектрис углов между продольными и поперечными ребрами. В этом случае расчетная схема диафрагм будет выглядеть следующим образом:

Рис.3.1.

Величина расчетного пролета принимается равной расстоянию между осями продольных ребер.

Расчетная схема :

Рис.3.2.

На один погонный метр диафрагмы:

Где - средняя ширина сечения диафрагмы

- удельный вес железобетона

- коэффициент перегрузки

Наибольшее значение треугольной нагрузки q_о , передаваемой от плиты, включая вес плиты, вес пола и полезную нагрузку для средних диафрагм, найдем по формуле:

q_пл= g_пл + g_пола + p

Тогда

Тогда

Наибольший изгибающий момент в пролете и поперечная сила на опорах при треугольном законе передачи нагрузки определяется по формулам:

3.2. Расчёт продольной арматуры

Диафрагма, изгибаясь под действием нагрузок сверху, вовлекает в работу прилегающие части плиты. Сечение становится не прямоугольным, а тавровым. Нейтральная линия, которая отличает сжатую зону от растянутой, может проходить в полке или в ребре.

Рис.3.3.

1. Назначаем расчетную ширину полки, исходя из следующих критериев:

Подставляя найденные ранее значения, получаем:

Принимаем

2. Определяем полезную высоту диафрагмы:

Где

Тогда

3. Определяем положение нейтральной оси.

Предельный момент, воспринимаемый полкой:

Тогда

Так как нейтральная ось проходит в полке и сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной , равной ширине полки .

4. Определяем параметр :

Подставляя известные значения, получаем:

По таблице для найденного параметра определяем коэффициент

5. Определяем площадь сечения продольной арматуры

Подставляя известные значения, получаем:

Подбираем по сортаменту

Верхний продольный стержень назначаем конструктивно из арматуры класса А-I 1Æ 8

3.3. Расчёт поперечной арматуры

Поперечная арматура ставится в балках для обеспечения их прочности по наклонным сечениям. Будем выполнять ее в виде хомутов. Задача расчета поперечной арматуры состоит в подборе диаметра и шага хомутов.

1. Проверяем достаточность размеров из условия прочности по наклонной полосе

Исходя из этого,

Выполнение этого условия означает, что размеры сечения достаточны.

2. Назначаем шаг хомутов:

Подставляя известные значения, получаем:

Принимаем

3. Назначаем хомуты минимального диаметра А_sw=0,283 см², R_sw=1750 кгс/см².

Силу, сосредоточенную в хомутах заменяем условно распределенной на единицу длины элемента силой :

Тогда,

При этом должно выполняться следующее условие:

Принимаем

4. Считаем в запас прочности, что так как нагрузка не является равномерно распределенной.

5. Определяем момент :

Тогда,

6. Проверяем выполнение следующего условия:

Подставляя ранее найденные значения, получаем:

При этом значение проекции наклонного сечения C:

7. Так как то окончательно принимаем хомуты с шагом S=7 см, А_sw=0,283 см².

4.Проектирование продольного ребра

4.1.Статический расчёт

Продольные ребра рассматриваются как свободно опертые балки. Нагрузка на них передается непосредственно от плиты по закону треугольников или трапеций и от диафрагм в виде сосредоточенных сил.

В этом случае расчетная схема продольного ребра выглядит следующим образом;

Рис.4.1.Схема загрузки продольного ребра (грузовая площадь)

1.Определим нагрузку от собственного веса погонного метра ребра:

где – осредненная ширина сечения ребра (

- удельный вес железобетона (

– коэффициент перегрузки (

Тогда

2.Определим значение нагрузки :

Тогда

Практически нагрузку принимают равномерно распределенной:

Наибольший изгибающий момент в середине пролета определяется как:

Наибольшая поперечная сила на опорах определяется как:

Пролёт принимается равным:

где b_пр принимаем равным 25 см.

Таким образом:

Рис.4.2.

Рис.4.3.

4.2.Расчёт продольной арматуры

При расчете арматуры в ребре необходимо учесть работу плит, часть которых попадает в сжатую зону. Расчетный профиль зависит от положения нейтральной оси. Так как она проходит в полке, то сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной .

Рис.4.4.

1.Назначаем полезную высоту сечения по следующей зависимости:

Тогда:

– расстояние от центра тяжести арматуры до верхней кромки.

2.Назначаем расчетную ширину полки , исходя из следующих условий:

Тогда

Выбираем

3.Определяем положение нейтральной оси:

Подставляя найденные ранее значения, получаем:

Так как , то нейтральная ось проходит в полке, и сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной

4.Вычисляем параметр

Тогда

По таблице для найденного параметра определяем коэффициент

5.Определяем площадь сечения продольной арматуры:

Исходя из этого:

6.Подбираем по сортаменту:

A_{s факт}=8,71 см²

Верхний продольный стержень назначаем конструктивно из арматуры класса А-I Æ 10 кл.

4.3.Расчёт поперечной арматуры

Расчёт поперечной арматуры продольного ребра выполняем аналогично расчёту поперечной арматуры диафрагмы.

1.Проверяем достаточность размеров из условия прочности по наклонной полосе между трещинами:

Исходя из этого:

Выполнение этого условия означает, что размеры сечения достаточны.

2.Назначаем шаг хомутов:

Подставляя известные значения, получаем:

Принимаем

3.Назначаем хомуты диаметра

Силу, сосредоточенную в хомутах, заменяем условно распределённой на единицу длины элемента силы :

Тогда

При этом должно выполняться следующее условие:

Принимаем

4.Определяем предельную поперечную силу, которая может быть допущена на опоре при заданном армировании

Тогда

Подставляя ранее найденные значения, получаем:

5.Определим значение проекции наклонного сечения С:

Тогда

Принимаем

6.

7.В средней трети пролёта, где поперечная сила воспринимается только бетоном можно поставить хомуты с большим шагом:

Принимаем

Рис.4.5.