Предварительные размеры поперечного сечения элементов. Расчетные сопротивления материалов

Исходные данные

Длина здания – 24 м, ширина – 22,4 м. Стены кирпичные I группы кладки толщиной t=51 см. Сетка колонн ℓ₁хℓ₂=5,6х6 м. Количество этажей n=4. Высота этажа Н_эт=4,8 м. Место строительства – г.Ростов-на-Дону. Нормативная временная нагрузка V_n, равная 25 кН/м², по своему характеру является статической. Длительно действующая часть временной нагрузки составляет 15 кН/м². Класс бетона В30. Бетон тяжелый. В качестве арматуры применить стержневую арматурную сталь класса А-III. Коэффициент надежности по ответственности здания g_n=1. Здание промышленное, отапливаемое; влажность воздуха окружающей среды и внутреннего воздуха помещений – менее 75%.

Компоновка балочного панельного сборного перекрытия

Расстояние между поперечными стенами меньше 54 м (табл.27 [1]), поэтому здание имеет жесткую конструктивную схему. Иными словами, междуэтажные перекрытия и покрытие являются жесткими (несмещаемыми) в горизонтальном направлении опорами для наружной стены (п.6.7 [1]). Следовательно, железобетонные рамы (ригели совместно с колоннами) практически не участвуют в восприятии горизонтальной (ветровой) нагрузки. В этом случае не имеет значения, в каком направлении расположены ригели. Принимаем поперечное расположение ригелей (рис.1).

Предварительные размеры поперечного сечения элементов. Расчетные сопротивления материалов

Размеры сечения элементов определяют по расчету. Однако в начале проектирования для определения нагрузки от собственного веса элементов и значений расчетных пролетов

Рис.1. Конструктивный план перекрытия:

А_р – площадь, нагрузка с которой передается на 1 погонный метр ригеля; А_к – грузовая площадь, приходящаяся на одну колонну

необходимо предварительно задаться как размерами поперечного сечения элементов, так и глубиной опирания их на стену.

Рекомендуемая высота сечения ригеля h=(1/10…1/14)ℓ₁, ширина сечения b=(0,3…0,4)h. Задаемся h=(1/10)ℓ₁=(1/10)5,6= =0,56=0,6м. Ширина сечения находится в границах: от 0,3h=0,18 м до 0,4h=0,24 м. Задаемся b=0,2 м.

Высоту сечения ригеля рекомендуем принять кратной 50 мм при h£600 мм и кратной 100 мм при h>600 мм, а ширину сечения назначать с округлением до размеров 150, 180, 200, 220, 250 мм и далее кратно 50 мм.

Глубину опирания ригеля на стену и на консоли колонны рекомендуем принять по рис.2.

Рис.2. К расчету ригеля:

а – расчетная схема ригеля; б – опирание ригеля на стену;

в – то же, на колонну

Поперечное сечение колонны принимаем квадратным с размером стороны 0,3 м.

Для определения расчетных сопротивлений бетона R_b и R_bt необходимо по табл. 15 [2] установить численное значение коэффициента условий работы бетона. Из двенадцати пунктов этой таблицы только второй имеет отношение к рассматриваемому вопросу. Согласно этому пункту и п.3.1 [5], коэффициент g_b2 (учитывающий влияние длительности действия нагрузки) имеет три значения: 0,9; 1,0; 1,1. Последние два значения не принимаем во внимание: во-первых, при заданной влажности воздуха нельзя ожидать нарастания прочности бетона во времени; во-вторых, на перекрытии нет нагрузок непродолжительного действия (ветровых, крановых и т.п.). Из изложенного следует, что коэффициент g_b2 следует принять равным 0,9. При этом значении коэффициента g_b2 классу бетона В30 соответствует R_b=15,5 МПа=1550 Н/см², R_bt=1,1 МПа=110 Н/см² (прил.1).

Арматуре класса А-III диаметром 10 мм и больше соответствуют: R_s=R_sc=365 МПа=36500 Н/см² и R_sw=290 МПа=29000 Н/см² (прил.2).