ЖБК

Содержание

Исходные данные

1. Размеры здания в плане: длина – L2= 65,0 м.

                                                                      ширина – L1=18,6 м.

                                                                      сетка колонн (l2× l1) – 6,5 × 6,2 м × м

2.  Количество этажей n= 5;

3. Высота этажей 3,9 м.;

4. Место строительства г. Екатеринбург;

5. Временная нормативная нагрузка на междуэтажные перекрытия: 13.0 кН/м2, в том числе длительнодействующая 7,0 кН/ м2;

6. Тип сечения (сборный вариант) – ребристая без поперечных ребер, тип сечения ригеля – тавровый.

I   Монолитный вариант

Введение

Многоэтажными бывают не только жилые дома, но также здания производственного, административно-бытового и общественного назначения. Подобные здания чаще всего выполняют каркасными. Каркас — это пространственный остов, несущий вертикальные и горизонтальные нагрузки. Если основные несущие эле­менты перекрытий по крайним осям опираются на колонны, каркас называется полным, если на несущие (чаще кирпичные) стены, — неполным.

Ребристое перекрытие с балочными плитами (длинная сторона поля плиты превышает короткую в 2 и бо­лее раз) состоит из плиты, работающей по короткому направлению, второстепенных и главных балок. Все элементы перекрытия монолитно связаны между собой и выполняются из бетона классов В15...В25. Сущ­ность конструкции монолитного ребристого перекрытия в том, что бетон в целях экономии удален из растянутой зоны сечений, где сохранены лишь ребра, в которых сконцентрирована растянутая арматура Полка ребер — плита — с пролетом, равным расстоянию между гранями соседних второстепенных балок, работает на мест­ный изгиб. Толщину плиты по экономическим соображениям принимают возможно меньшей, но не менее 60 мм.

Второстепенные балки опираются на монолитно связанные с ними главные балки, а те, в свою очередь, — на колонны и наружные стены. Колонна каждого этажа воспринимает нагрузку от колонн вышележащих этажей. Следовательно, самые нагруженные — колонны первого этажа, они опираются на фундаменты, че­рез которые и передается на основание нагрузка от здания.

Главные балки располагают обычно поперек здания с пролетами 6...8 м. Второстепенные балки размеща­ют так, чтобы ось одной из балок совпала с осью колонны. Пролеты второстепенных балок составляют 5...7 м, плиты — 1,2...2,5 м. При этом длина стороны каждого поля плиты должна превышать ширину в 2 или более раза.

Кроме вертикальных на здание действуют и горизонтальные нагрузки: ветровое давление, от торможения внутрицехового транспорта, а также случайные воздействия, не всегда поддающиеся учету. Совместное дей­ствие вертикальных и горизонтальных нагрузок может привести к потере общей устойчивости здания, если не обеспечить его пространственную жесткость. В зданиях с монолитными перекрытиями ее обеспечивают жесткие узлы каркаса, которые в отличие от шарнирных способны воспринимать не только продольные и поперечные силы, но и изгибающие моменты. В зданиях с неполным каркасом ветровая нагрузка восприни­мается в основном продольными и поперечными стенами.

1. Компоновка перекрытия

Толщина плиты перекрытия:

,

где а – пролёт плиты, т.е. расстояние между осями соседних второстепенных балок, назначают в пределах 1200 – 2200 мм. Глубина опирания плиты на кирпичную стену назначается не менее 120 мм. Толщина плиты должна быть не менее 60 мм.

Назначаем а=1550мм.

Высота сечения второстепенных балок:

где l2 – расстояние между осями соседних главных балок.

Ширина сечения второстепенных балок:

Длина площадки опирания второстепенных балок на кирпичную стену принимается равной 250 мм.

Главные балки воспринимают нагрузку от второстепенных балок и передают ее на колонны и стены.

Высота сечения главных балок:

где l1 – расстояния между осями колонн.

Ширина сечения главных балок:

Длина площадки опирания главных балок на кирпичную стену принимается равной  380 мм.

Определение расчётных пролётов

1) Для расчёта плиты условно вырезают полосу шириной 1 м поперёк второстепенных балок. Эту полосу рассматривают как многопролётную балку, промежуточными опорами которой являются второстепенные балки, а крайними – стены. Расчётные пролёты плиты определяют следующим образом:

  - для средних пролетов: , где а – расстояние между осями второстепенных балок, – ширина второстепенных балок;

- для крайних пролетов  , где – привязка внутренних граней стен к осям, мм,  - глубина опирания плиты на стену, мм;

;

;

2) Второстепенную балку рассматривают как многопролётную балку, промежуточными опорами которой являются главные балки, а крайними – стены. Расчётные пролёты второстепенной балки определяют следующим образом:

   - для средних пролетов: , где – расстояние между осями соседних главных балок, – ширина главных балок;

- для крайних пролетов  , где – длина площадки опирания второстепенной балки на стену, мм;

;

3) Главную балку рассматривают как многопролётную балку, промежуточными опорами которой являются колонны, а крайними – стены. Расчётные пролёты главной балки определяют следующим образом:

- для средних пролетов: , где – расстояние между осями колонн;

- для крайних пролетов  , где – длина площадки опирания главной балки на стену, мм;

;

.

2.   Расчёт и конструирование плиты

2.1. Нагрузки и воздействия

Для расчета плиты условно вырезается полоса шириной 1м поперек второстепенных балок. Эта полоса рассматривается как многопролетная балка, загруженная равномерно распределенной погонной нагрузкой q, кН/м, численно равной нагрузке на 1м2.

Сбор нагрузок

Изгибающие моменты в сечениях плиты определяются по формулам, учитывающим образование пластических шарниров на опорах и перераспределение изгибающих моментов:

-         для средних пролетов и промежуточных опор ;

-         для крайних пролетов и первой от края опоры .

В плитах, окаймлённых по всему контуру монолитно связанными с ними балками, изгибающие моменты под влиянием распоров в предельном равновесии уменьшаются. Поэтому в сечениях средних пролётов и на средних опорах, если  , моменты уменьшаются на 20%.

Погонная расчётная нагрузка на полосу плиты шириной 1м с учётом коэффициента надёжности по назначению n=0,95 равна 18,72∙0,95=17,784 кН/м.

кНм;

кНм.

Поскольку , то моменты уменьшаем на 20%,

т.е. = ±1,621 кНм

2.2. Подбор арматуры в средних пролётах

Плита армируется сварными сетками с продольной или поперечной рабочей арматурой (первый способ армирования называют непрерывным, второй — раздельным). Вначале подбирают необходимый шаг и ди­аметр стержней сетки С1 на 1 м ширины из расчета для средних пролетов с площадью As1. При диаметре стержней до 5 мм выбирают рулонные сетки с продольной рабочей арматурой, которые раскатываются вдоль главных балок. В крайних пролетах и над первой от края опоре арматуры требуется по расчету больше; поэто­му здесь укладывают дополнительную сетку С2 (ее параметры подбираются так, чтобы площадь сечения рабочих стержней была не менее разницы требуемой арматуры в крайнем пролете Asкр и фактической As1).

Сетки С2 укладывают по сетке С1 в первом пролете и заводят за первую второстепенную балку на 1/4 пролёта плиты. Если при подборе сеток диаметр рабочих стержней превышает 5 мм , применяют сетки с поперечным расположением рабочей арматуры и раскатывают их вдоль второстепенных балок.

Предполагая использование проволоки 5 Ø Вр-1 (Rs = 410 МПа) при мини­мальном защитном слое для проволочной арматуры в плитных конструкциях 10 мм полезная высота сечения равна:

h0 = – а  = 70 -12,5 = 57,5 мм.

Ширина полосы плиты b = 1000 мм.

Принимаем тяжелый бетон класса В25 с расчетным сопротивлением сжатию

Rb = 14,5 МПа по табл. 13 [2], при , Rb = 13,05.

Определим высоту сжатой зоны, для чего вычислим коэффициент αm

Относительная высота сжатой зоны

ξ = x/h0 = 1 – == 0,0383

Для сечений, в которых предусмотрено образование пластического шарнира, должно выполняться усло­вие ξ  < 0,37

0,0383 < 0,37, условие выполняется.

x = ξh0 = 0,038357,5 = 2,2 мм.

Определяем требуемую площадь сечения растянутой арматуры: