Проектирование промышленного четырехэтажного здания с наружными стенами из кирпича и с внутренним железобетонным каркасом и железобетонными перекрытиями (длина здания - 36 м, ширина здания 19,8 м, высота этажа - 4,8 м), страница 6

условие выполняется – установка дополнительной арматуры не требуется.

При армировании плиты используем сварные арматурные сетки с рабочей арматурой класса A-III

Подбор сечения продольной арматуры

            Характеристика сжатой зоны w = 0,85 – 0,008×R_b×g_b2 = 0,85 – 0,008×8,5×0,9 = 0,788

Вычисляем граничную высоту сжатой зоны:

x_R =  = 0,655,

где s_sc,u = 500 МПа – предельное напряжение в арматуре сжатой зоны, s_sR = R_s = 365 МПа.

Рабочая высота сечения  h₀ = h – а = 90 – 20 = 70 мм.

Рассчитываем коэффициент a_m = M_пр2 /(R_b× g_b2 × b×) = 10000/(8,5×0,9×1×0,07²) = 0,267.

Относительная высота сжатой зоны:  = 1-(1-2×0,267)^1/2 = 0,317;

Во избежание преждевременного разрушения сжатой зоны бетона должно выполнятся условие:  x = 0,317 < x_R = 0,655 – выполняется, следовательно высоты бетона сжатой зоны достаточно.

            Вычисляем требуемую площадь сечения растянутой арматуры:

 =  = 4,7 см².

Принимаем рулонную арматурную сетку A-III   Æ6 с шагом продольной рабочей арматуры 100 мм и площадью поперечного сечения Аs = 2,83 см² в 2 слоя.

            Проверим, требуется ли установка дополнительной арматуры в крайнем пролете, где действует больший изгибающий момент М_пр1 = 14 кН×м.

Рассчитываем коэффициент a_m = M_пр1 /(R_b× g_b2 × b×) = 14/(8,5×0,9×1×0,07²) = 0,373.

Относительная высота сжатой зоны:  = 0,496;

Во избежание преждевременного разрушения сжатой зоны бетона должно выполнятся условие:  x = 0,496 < x_R = 0,655 – выполняется, следовательно высоты бетона сжатой зоны достаточно.

            Вычисляем требуемую площадь сечения растянутой арматуры:

 =  = 4,81 см².

Из этого следует, что в крайних пролетах не требуется устанавливать дополнительную арматуру.

Расчет главной балки монолитного перекрытия.

Сбор нагрузок на главную балку

            Главная балка рассчитывается по схеме многопролетной неразрезной балки таврового сечения, загруженной сосредоточенными силами от постоянной и временной нагрузок.

Грузовая площадь одной второстепенной балки А_гр = l₀₂×L_в = 2,6×6,0 = 15,6 м².

Нагрузка от веса плиты на грузовой площади:

N_п = А_гр×r_b×h×g_f ×g_n = 15,6×25×1,1×0,95×0,08 = 32,6 кН,

где r_b = 25 кН/м³ – удельный вес бетона. g_f  = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке. g_n = 0,95 – коэффициент надежности по назначению здания.

Нагрузка от веса второстепенной балки:

N_в = r_b×L_в×(h_в – h)×b_в×g_f ×g_n = 25×6×(0,5 - 0,08)×0,2×1,1×0,95 = 13,2 кН.

Нагрузка от веса главной балки:

N_г = r_b×l₀₂×(h_г – h)×b_г×g_f ×g_n = 25×2,6×(0,7 – 0,08)×0,3×1,1×0,95 = 12,6 кН.

Постоянная расчетная нагрузка:

N_c = N_п + N_в + N_г + 0,8294×А_гр×g_n = 32,6+13,2+12,6+0,8294×15,6×0,95 = 88,06 кН.

Временная расчетная нагрузка:

N_v = P_v ×А_гр×g_n = 26,6×15,6×0,95 = 327,05 кН.

Расчетный пролет главной балки:

L₀ = L_г + 0,5×0,38 – 0,2 = 7,8 + 0,5×0,38 – 0,2 = 7,79 м.

Усилия от нагрузок

Изгибающие моменты от постоянной нагрузки:

в пролете:

М_{с пр1} = 0,222×N_c×L₀ = 0,222×88,06×7,79 = 152,3 кН×м;

М_{с пр2} = 0,111×N_c×L₀ = 0,111×88,06×7,79 = 76,15 кН×м;

на опоре: 

М_{с оп} = 0,333×N_c×L₀ = 0,333×88,06×7,79 = 228,4 кН×м;

Изгибающие моменты от временной нагрузки, действующей во всех пролетах:

в пролете:

М_{v1 пр1} = 0,222×N_v×L₀ = 0,222×327,05×7,79 = 565,6 кН×м;

М_{v1 пр2} = 0,111×N_v×L₀ = 0,111×327,05×7,79 = 282,8 кН×м;

на опоре: 

М_{v1 оп} = 0,333×N_v×L₀ = 0,333×327,05×7,79 = 848,4 кН×м;

Изгибающие моменты от временной нагрузки, действующей в одном пролете:

в пролете:

М_{v2 пр1} = 0,278×N_v×L₀ = 0,278×327,05×7,79 = 708,3 кН×м;

М_{v2 пр2} = 0,222×N_v×L₀ = 0,222×327,05×7,79 = 565,6 кН×м;

М_{v2 пр3} = 0,111×N_v×L₀ = 0,111×327,05×7,79 = 282,8 кН×м;

М_{v2 пр4} = 0,0555×N_v×L₀ = 0,0555×327,05×7,79 = 141,4 кН×м;

на опоре: 

М_{v2 оп} = 0,167×N_v×L₀ = 0,167×327,05×7,79 = 425,5 кН×м;

Опорный изгибающий момент на дополнительной эпюре:

М_{д оп} = 0,3×(М_{с оп} + М_{v1 оп}) = 0,3×(228,4 +848,4) = 323,04 кН×м;

Максимальный момент на опоре:

М_оп = М_{с оп} + М_{v1 оп} – М_{д оп} = 848,4 + 228,4 - 323,04 = 753,76 кН×м;

Максимальные моменты в пролете:

М_пр1 = М_{с пр1} + М_{v2 пр1} = 152,3 + 708,3 = 860,6 кН×м;

М_пр2 = М_{с пр2} + М_{v2 пр2} = 76,15 + 565,6 = 641,7 кН×м;

Максимальные поперечные силы:

Q_оп,a = 3×М_пр1 /L₀ = 3×860,6 / 7,79 = 331,4 кН.                                                     

Q_оп,b = N_c + N_v + M_оп /L₀ = 88,06 + 327,05 + 753,76 / 7,79 = 511,8 кН.