Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия

Балочное междуэтажное перекрытие состоит из плит и ригелей, опирающихся на колонны.

Компоновка сборного балочного перекрытия включает в себя:

- выбор направления ригелей, форму и размеры их поперечного сечения;

- выбор типа и размеров плит перекрытия.

Направление ригелей, как правило, выбирается поперечным. Тем самым определяется конструктивная схема поперечных рам здания. Тип поперечного сечения ригелей зависит от способа опирания на них плит перекрытия. Высота сечения ригеля h = (1/8-1/10) l, где l – пролет ригеля, ширина его сечения b = 20 или 30см.

Тип плит перекрытия принимается по архитектурно-планировочным требованиям и с учетом величины действующей временной (полезной) нагрузки на перекрытие. При временной нагрузке v ≤ 700 кг/м2 используются многопустотные плиты, высота сечения которых составляет 22см.

Раскладка плит на плане перекрытия выполняется в продольном направлении с использованием 3-х типоразмеров плит: рядовые плиты шириной 1,2 – 2,4м, связевые плиты-распорки шириной 0,6 – 1,8м, фасадные плиты – распорки шириной 0,6 – 0,95м.

Для примера компоновки конструктивной схемы сборного перекрытия в методических указаниях принято:

- каркасное 6-ти этажное здание размерами в плане 66,0х19,2м, с сеткой колонн 6,0х6,4м, высотой этажа 3,3м;

- связевая конструктивная схема здания с поперечным расположением ригелей;

- ригель таврового сечения шириной b = 20см, высотой h =1/14х640 = 46см без предварительного напряжения арматуры. Размеры поперечного сечения ригеля могут быть уточнены при его последующем расчете;

- плиты многопустотные высотой 22см, ширина рядовых плит 1,2м, плит- распорок между колоннами – 1,6м, фасадных плит-распорок – 1,0м;

- колонны сечением 40х40см;

- временная нагрузка на перекрытие 300 кг/м2, коэффициент надежности по нагрузке γ =1,3;

- коэффициент надежности по назначению γ = 0,95;

- район строительства – г. Тюмень.

В рассматриваемом примере определены основные размеры рядовых плит перекрытия П1: длина плиты L = 6000 – 200 – 20 = 5780 мм, расчетный пролет плиты Lо =L – (100 – 10) = 5780 – 90 = 5690мм. Номинальная ширина плиты 1200мм, конструктивная –1190мм;

Расчет и конструирование сборного ригеля перекрытия

Исходные данные и нагрузки

Опирание ригелей на колонны каркаса здания принято шарнирным. Поэтому расчетная схема ригелей, расположенных вдоль цифровых осей, представляет собой 3-х пролетную разрезную балку. К расчету и конструированию в курсовом проекте достаточно принять ригель одного пролета с шарнирными закреплениями на опорах.

С учетом опирания пустотных плит перекрытия принято сечение ригеля размерами b х h = 20х46 см таврового профиля с полками по 100мм. Исходя из размеров колонн и их консолей определена длина ригеля и его расчетный пролет:

L = 6400 – 400 – 2х20 = 5960мм,

L = 5960 – 130 = 5830мм,

где 400мм – ширина колонны, 20мм – зазор между колонной и торцом ригеля, 130мм – ширина площадки опирания ригеля на консоль колонны.

Сбор погонной нагрузки на ригель перекрытия в кг/м.п. проводим с учетом ширины грузовой площади ригеля, равной шагу поперечных рам 6,0м, как показано. Расчет нагрузок ведем в табличной форме, см. табл.1.

Таблица 1 - Нагрузки на 1 м.п. ригеля перекрытия

Вид нагрузки	Норма- тивная, кг/м.п.	Коэф. надежности по нагрузке γ	Расчетная, кг/м.п.
Постоянная Вес ригеля, γ=2500кг/м3,(0,2х0,46+0,2х0,25)х2500=350кг/м.п. Ж/б плита перекрытия   Пол (по заданию)		1,1   1,1   1,3
Итого: g =
Временная Перегородки, кирпич, б=120мм,50кг/м2х6=300кг/м.п. Полезная(по заданию) 300кг/м2х6=1800кг/м.п.		1,2 1,3
Итого: v=

Полная расчетная нагрузка: q = g + v = 3128 + 2700 = 5828кг/м.п.

Учет коэффициента надежности по ответственности здания γ = 0,95 позволяет снижение величин нагрузок на 5%.

Согласно СНиП 2.01.07-85*[4] возможно снижение временной нагрузки на перекрытие в зависимости от грузовой площади ригеля введением коэффициента ψ :

ψ =0,4 + 0,6/ , где А = 9м2 для помещений поз. 1,2,12 [4],

А = 6,0х6,4=38,4м2 – грузовая площадь ригеля,

ψ = 0,4 + 0,6/ = 0,691, тогда v =2700х0,691 х 0,95 = 1772 кг/м.п.,

g = 3128 х0,95 = 2972 кг/м.п.

Полная расчетная погонная равномерно-распределенная нагрузка на ригель: q = v + g = 1772 + 2972 = 4744 кг/м.п.

Определение усилий в ригеле

Значения максимального изгибающего момента и поперечной силы вычисляем по формулам:

М = q L /8 = 4,74х5,83 /8 = 20,14 тм,

Q = q L /2 = 4,74х5,83/2 = 13,82 т.

Характеристики прочности бетона и арматуры для ригеля:

- бетон тяжелый класса В35, расчетное сопротивление при сжатии R =195 кг/см2, при растяжении R =13,0 кг/см2, Приложение А, γ = 0,9 (п.5.1.10[1]);

- арматура продольная рабочая класса А500, расчетное сопротивление R = 4350 кг/см2, поперечная рабочая арматура класса А400, R =2850 кг/см2 , Приложения Б,В (табл.5.8[1]).