Компоновка балочного перекрытия здания

II.  Расчет монолитной плиты перекрытия

II.1. Конструктивная схема

II.2. Расчетная схема плиты

Для удобства расчета в перекрытии выделяется участок условной шириной 1м.

Расчетная схема плиты – неразрезная многопролетная балка.

Сбор нагрузок на плиту.

Таблица 1.

Вид нагрузки	Норм. нагрузка, Н/м2		Расч. нагрузка, Н/м2
1	2	3	4
Постоянные нагрузки
Пол:
Цементно-песчаная плита δ=10 мм, ρ=22000 Н/м2 Расчет: 22000·0,01=220	220	1,2	264
Цементный раствор δ=10 мм, ρ=22000 Н/м2 Расчет: 22000·0,01=220	220	1,3	286
Стяжка δ=25 мм, ρ=22000 Н/м2 Расчет: 22000·0,025=550	550	1,3	715
Насыпной керамзит δ=50 мм, ρ=6000 Н/м2 Расчет: 6000·0,05=300	300	1,3	390
Железобетонная плита
Железобетонная плита δ=70 мм, ρ=25000 Н/м2 Расчет: 25000·0,07=1750	1750	1,3	2275
∑	3040		3930
С учетом			3733,5
Временная нагрузка	16000	1,2	19200
С учетом			18240
∑	19040		23130

С учетом коэффициента по назначению здания (степень ответственности – II)  расчетная нагрузка равна:

С учетом ширины условной полосы (1 м) расчетная нагрузка на перекрытие равна:

 – погонная нагрузка.

II.3. Статический расчет

Согласно СНиП статически неопределимые системы надо рассчитывать с учетом пластических свойств железобетона.

Определение поперечной силы не производим, так как плиты допускается не рассчитывать по наклонным сечениям.

II.4. Конструктивный расчет плиты

Характеристики бетона – бетон тяжелый класса В 15:

Арматура:

­ арматурная проволока Вр I:

­ арматура стержневая А III:

1. Уточняем толщину плиты перекрытия

Расчетное сечение.

Так как , то исходя из расчетов принимаем , тогда .

2. Подбор арматуры плиты

­ Первый пролет:

­ Промежуточная опора:

3. Армирование плиты

Так как во II пролете , то выбираем раздельное армирование.

Подбор рулонных сеток:

Принимаем для I пролета  

Принимаем для II пролета  

III.  Расчет второстепенной балки

III. 1. Конструктивная схема второстепенной балки

III. 2. Расчетная схема второстепенной балки

См. рис. 7.

Сбор нагрузок

Таблица 2.

Вид нагрузки	Норм. нагрузка, Н/м		Расч. нагрузка, Н/м
1	2	3	4
Постоянные нагрузки
Вес пола и плиты:
	6688	─	8646
Расчет:	2100	1,1	2310
∑	8788		10956
С учетом			10408,2
Временная нагрузка
	35200	1,2	42240
С учетом			40128
∑	43988		53196

С учетом коэффициента по назначению здания (степень ответственности – II)  расчетная нагрузка равна:

III. 3. Статический расчет второстепенной балки

Для оценки подвижности временной нагрузки определим отрицательный момент в пролете:

Поперечная сила:

III. 4. Уточнение и компоновка размеров расчетного сечения второстепенной балки

Характеристики бетона – бетон тяжелый класса В 15:

Арматура:

­ арматурная проволока Вр I:

­ арматура стержневая А III:

­ арматура стержневая А I:

Уточнение высоты второстепенной балки.

Принимаем .

В качестве рабочей арматуры на опорах второстепенной балки принимаем гнутые сетки с поперечной рабочей арматурой.

Определим ширину расчетного сечения:

Принимаем

III. 5. Подбор арматуры (расчет по нормальным напряжениям)

­  Первый пролет.

Расчет ведем в предположении первого случая, то есть нейтральная линия находится в полке. Из этого следует, что расчет ведем для прямоугольного сечения с

 – условие выполнено, то есть сжатая зона расположена в полке тавра.

Принимаем стержневую арматуру АIII: 2 стержня

2 стержня

­  Второй пролет

Принимаем стержневую арматуру АIII: 2 стержня

2 стержня

­  Расчет на первой промежуточной опоре.

Принимаем стержневую арматуру АIII: 2 стержня

4 стержня

­  Расчет на второй промежуточной опоре.

Принимаем стержневую арматуру АIII: 6 стержней

­  Расчет на отрицательный момент в пролете

Принимаем стержневую арматуру АIII: 2 стержня

III.6. Расчет второстепенной балки по наклонным сечениям

Расчет выполняем для сечения с .

Так как нет продольных сил, то . При расчете на промежуточной опоре .

  1.  Проверяем необходимость постановки расчетной поперечной арматуры из условия:

  2.  Определяется требуемая интенсивность поперечных стержней.

При назначении интенсивности поперечных стержней должно выполняться условие:

Условие выполняется, то есть для дальнейших расчетов принимаем

.

  3.  Определяется проекция наклонной трещины:

  4.  Назначаем диаметр хомутов, исходя из условия свариваемости с продольными рабочими стержнями:

Принимаем стержневую арматуру АI: 2 стержня

  5.  Определяется шаг поперечных стержней:

, то есть принимаем .

  6.  Производится проверка прочности наклонного сечения на подобранную арматуру.

Интенсивность поперечных стержней с учетом назначенного шага:

Проекция наиболее невыгодной наклонной трещины:

Усилие воспринимаемое поперечными стержнями:

Усилие, воспринимаемое бетоном при с=с₀:

Условие прочности:

Условие выполняется, прочность наклонного сечения обеспечена.

  7.  Проверяется условие обеспечения прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами при действии поперечной силы.

Условие выполняется, следовательно размеры поперечного сечения достаточны.

1. Постоянная нагрузка ()

Усилия

NN	Длина	N – нач.	Q – нач.	M – нач.	N – кон.	Q – кон.	M – кон.
1	2200	0,0	53,4	0,0	0,0	53,4	-117,4
2	2200	0,0	-19,4	117,4	0,0	-19,4	-74,7
3	2200	0,0	-92,2	74,7	0,0	-92,2	128,1
4	2200	0,0	72,8	-128,1	0,0	72,8	-32,0
5	2200	0,0	0,0	32,0	0,0	0,0	-32,0
6	2200	0,0	-72,8	32,0	0,0	-72,8	128,1
7	2200	0,0	92,2	-128,1	0,0	92,2	-74,7
8	2200	0,0	19,4	74,7	0,0	19,4	-117,4
9	2200	0,0	-53,4	117,4	0,0	-53,4	0,0

2. Временная нагрузка () – пролет 1

Усилия

NN	Длина	N – нач.	Q – нач.	M – нач.	N – кон.	Q – кон.	M – кон.
1	2200	0,0	201,7	0,0	0,0	201,7	-443,8
2	2200	0,0	-31,0	443,8	0,0	-31,0	-375,5
3	2200	0,0	-263,8	375,5	0,0	-263,8	204,8
4	2200	0,0	0,0	-204,8	0,0	0,0	204,8
5	2200	0,0	0,0	-204,8	0,0	0,0	204,8
6	2200	0,0	0,0	-204,8	0,0	0,0	204,8
7	2200	0,0	263,8	-204,8	0,0	263,8	-375,5
8	2200	0,0	31,0	375,5	0,0	31,0	-443,8
9	2200	0,0	-201,7	443,8	0,0	-201,7	0,0

3. Временная нагрузка () – пролет 2

Усилия

NN	Длина	N – нач.	Q – нач.	M – нач.	N – кон.	Q – кон.	M – кон.
1	2200	0,0	-31,0	0,0	0,0	-31,0	68,3
2	2200	0,0	-31,0	-68,3	0,0	-31,0	136,5
3	2200	0,0	-31,0	-136,5	0,0	-31,0	204,8
4	2200	0,0	232,7	-204,8	0,0	232,7	-307,2
5	2200	0,0	0,0	307,2	0,0	0,0	-307,2
6	2200	0,0	-232,7	307,2	0,0	-232,7	204,8
7	2200	0,0	31,0	-204,8	0,0	31,0	136,5
8	2200	0,0	31,0	-136,5	0,0	31,0	68,3
9	2200	0,0	31,0	-68,3	0,0	31,0	0,0

4. Временная нагрузка () – опора В

Усилия

NN	Длина	N – нач.	Q – нач.	M – нач.	N – кон.	Q – кон.	M – кон.
1	2200	0,0	160,3	0,0	0,0	160,3	-352,7
2	2200	0,0	-72,4	352,7	0,0	-72,4	-193,4
3	2200	0,0	-305,1	193,4	0,0	-305,1	477,9
4	2200	0,0	284,5	-477,9	0,0	284,5	-147,9
5	2200	0,0	51,7	147,9	0,0	51,7	-261,7
6	2200	0,0	-181,0	261,7	0,0	-181,0	136,5
7	2200	0,0	20,7	-136,5	0,0	20,7	91,0
8	2200	0,0	20,7	-91,0	0,0	20,7	45,5
9	2200	0,0	20,7	-45,5	0,0	20,7	0,0

Нагрузка 1+2 ()

Усилия

NN	Длина	N – нач.	Q – нач.	M – нач.	N – кон.	Q – кон.	M – кон.
1	2200	0,0	255,1	0,0	0,0	255,1	-561,2
2	2200	0,0	-50,4	561,2	0,0	-50,4	-450,2
3	2200	0,0	-356,0	450,2	0,0	-356,0	332,9
4	2200	0,0	72,8	-332,9	0,0	72,8	172,8
5	2200	0,0	0,0	-172,8	0,0	0,0	172,8
6	2200	0,0	-72,8	-172,8	0,0	-72,8	332,9
7	2200	0,0	356,0	-332,9	0,0	356,0	-450,2
8	2200	0,0	50,4	450,2	0,0	50,4	-561,2
9	2200	0,0	-255,1	561,2	0,0	-255,1	0,0

Нагрузка 1+3 ()

Усилия

NN	Длина	N – нач.	Q – нач.	M – нач.	N – кон.	Q – кон.	M – кон.
1	2200	0,0	22,3	0,0	0,0	22,3	-49,1
2	2200	0,0	-50,4	49,1	0,0	-50,4	61,8
3	2200	0,0	-123,2	-61,8	0,0	-123,2	332,9
4	2200	0,0	305,5	-332,9	0,0	305,5	-339,2
5	2200	0,0	0,0	339,2	0,0	0,0	-339,2
6	2200	0,0	-305,5	339,2	0,0	-305,5	332,9
7	2200	0,0	123,2	-332,9	0,0	123,2	61,8
8	2200	0,0	50,4	-61,8	0,0	50,4	-49,1
9	2200	0,0	-22,3	49,1	0,0	-22,3	0,0

Нагрузка 1+4 ()

Усилия

NN	Длина	N – нач.	Q – нач.	M – нач.	N – кон.	Q – кон.	M – кон.
1	2200	0,0	213,7	0,0	0,0	213,7	-470,1
2	2200	0,0	-91,8	470,1	0,0	-91,8	-268,2
3	2200	0,0	-397,3	268,2	0,0	-397,3	606,0
4	2200	0,0	357,2	-606,0	0,0	357,2	-179,9
5	2200	0,0	51,7	179,9	0,0	51,7	-293,7
6	2200	0,0	-253,8	293,7	0,0	-253,8	264,7
7	2200	0,0	112,9	-264,6	0,0	112,9	16,3
8	2200	0,0	40,1	-16,3	0,0	40,1	-71,9
9	2200	0,0	-32,7	71,9	0,0	-32,7	0,0

IV. 4. Уточнение размеров главной балки

Принимаем

Принимаем

Принимаем

IV.5. Подбор арматуры

­  Первый пролет

 – условие выполнено, то есть сжатая зона расположена в полке тавра.

Принимаем стержневую арматуру АIII: 4 стержня

2 стержня

­  Второй пролет

 – условие выполнено, то есть сжатая зона расположена в полке тавра.

Принимаем стержневую арматуру АIII: 4 стержня

2 стержня

­  Опора В.

Принимаем стержневую арматуру АIII: 4 стержня

2 стержня

IV. 6. Расчет главной балки по наклонным сечениям

  1.  Назначение d поперечных стержней

Так как , то .

  2.  Назначение числа срезов поперечных стержней

Так как , то

  3.  Определение площади назначенных поперечных стержней

  4.  Назначение шага поперечных стержней

­  исходя из конструктивных требований СНиП

­ 

­ 

Принимаем .

  5.  Определение интенсивности постановки поперечных стержней

  6.  Определение проекции невыгодной трещины

  7. 

  8.  Определение поперечной силы, которая воспринимается поперечными стержнями

  9.  Определение проекции наклонного сечения

­ 

­ 

­ 

Принимаем .

  10.  Вычисляется поперечная сила, воспринимаемая бетоном в сжатой зоне

  11.  Вычисляется доля поперечной силы, передаваемой на отгибы

  12.  Вычисляется требуемая площадь отгибов

  13.  Определение минимального диаметра рабочей арматуры, требуемой для устройства отгибов. Отгибы формируются из двух стержней.

Проверка наличия отгибов во втором пролете.

Определение поперечной силы, которая воспринимается поперечными стержнями

Вычисляется поперечная сила, воспринимаемая бетоном в сжатой зоне

Вычисляется доля поперечной силы, передаваемой на отгибы

Таким образом, во втором пролете отгибы устанавливаются конструктивно.

Проверка наличия отгибов на опоре А.

Определение поперечной силы, которая воспринимается поперечными