Расчет и конструирование монолитной железобетонной плиты

Расчетно-конструктивный раздел

3.1 Расчет и конструирование монолитной железобетонной плиты

Основные характеристики плиты

Назначаем предварительно следующие значения геометрических размеров элементов перекрытия:

Толщина плиты принимается в пределах

Назначаем

Плита выполнена из бетона С20/25 со следующими характеристиками: fck=20МПа, fctm=2,2МПа. Коэффициент условий работы бетона . Тогда расчетные характеристики бетона: МПа; МПа;

Для армирования принимаем сетки из арматуры класса S500 ;  .

3.1.1 Определение расчетных пролетов и нагрузок

За расчетные пролеты плиты в коротком направлении принимаются:

- Панель А – расстояние между гранями колонн:

l_o1 = l – b= 400– 30 = 370 см;

- Панель B – расстояние между гранями колонн:

l_o1 = l – b = 400 – 30= 370 см.

В длинном направлении:

Панель А - l_o2 = l – b = 500 – 30 = 470 см.

Панель В - l_o2 = l – b = 300 – 30 =270 см, (250 – 30 =220см).

Монолитные плиты при расчете рассматриваются как балки шириной 1м, жестко защемленные со всех сторон. При ширине полосы 1м нагрузка, приходящаяся на 1м² плиты, равна по величине нагрузке на 1м погонной полосы. Подсчет нагрузки дан в таблице

Таблица 3.1 Нагрузки на 1м² монолитного покрытия                                     

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная 1) гидроизоляционный материал КСТ БЭ – К/ПП (d=0,008м, r=6 кН/м3) 2)мастика  (d=0,002м, r=12 кН/м3) 3)цементно-песчаная стяжка (d=0,03м, r=18 кН/м3) 4)керамзитобетон (d=0,3м, r=12 кН/м3) 5)полиэтиленовая пленка (d=0,005м, r=9,1кН/м3) 6)монолитная плита (d=0,2м, r=25 кН/м3)	0,048 0,024 0,54 3,6 0,045 5	1,35	0,065 0,032 0,729 4,86 0,061 6,75
Продолжение таблицы 3.1
Итого	9,302		g = 12,497
Временная снеговая (по зданию)	1,2	1,5	v = 1,8
Всего	10,502		14,297

3.1.2 Определение расчетных усилий

Статический расчет выполнен в программе SCAD. Значения расчетных усилий приведены в приложении 1. Откуда значения максимальных изгибающих моментов равны:

Панель А: Мx = 6,52 кН∙м, Мy = 3,05 кН∙м

Панель В: Мx = 20,64 кН∙м, Мy = 7,08 кН∙м

Зададимся соотношением моментов в середине пролета и на опорах: ;.

3.1.3 Проверка принятой толщины плиты

Проверяем принятую толщину плиты по максимальному изгибающему моменту в панели В – Мx = 20,64 кН∙м.

Принимаем ξ = 0,15 и b = 1000 мм.

Рабочая высота плиты

Принимаем расстояние от растянутой грани плиты до центра тяжести арматуры при защитном слое бетона 40мм и предположении двух сеток с рабочей арматурой Ǿ8мм и распределительной Ǿ5мм:

а = 40 + 8 +5/2 = 50,2мм

Полная высота сечения

h = d + a = 114 + 50,2 = 164,2мм

С учетом того что действует большой изгибающий момент окончательно принимаем толщину перекрытия 200мм.

3.1.4 Подбор сечения арматуры

- Панель В:

Определим расчетные высоты сечений по направлению x и y:

Определим площадь сечения арматуры по направлению       ;

По таблице определяем z = 0,951.

Площадь сечения арматуры(с учетом того что плита окаймлена со всех сторон жесткой заделкой, момент может быть снижен на 20%):

Принимаем Ǿ8 S500 и шаге 200мм количество стержней 5шт. на 1м плиты (Аs = 2,51см)

Определим площадь сечения арматуры по направлению   

     

По таблице определяем z = 0,972.

Площадь сечения арматуры(с учетом того что плита окаймлена со всех сторон жесткой заделкой, момент может быть снижен на 20%):

Принимаем Ǿ5 S500 и шаге 200мм количество стержней 5шт. на 1м плиты (Аs = 0,98см)

Для армирования плиты в пролетах панели В принимаем сетки марки:

С1

Сечение арматуры средней панели на опорах также может быть снижено на 20%. Из соотношения моментов имеем:

;; z = 0,951.

Площадь сечения арматуры:

Принимаем Ǿ8 S500 и шаге 200мм количество стержней 5шт. на 1м плиты (Аs = 2,51см)

Распределительные стержни опорных сеток принимаем Ǿ5 S500 и шаге 350мм.

Ширина сетки принимается равной 1/4 пролета в каждую сторону от оси опоры:

По направлению  А₁ =     

По направлению  А₂ =  

Принимаем марку сетки    C2

 C3

На первых промежуточных опорах плиты арматуры требуется больше, так как изгибающий момент не уменьшается на 20%, следовательно над опорами необходимо укладывать по две сетки.

При двух сетках рабочая высота составит:

d = 200 – 40 – 8 – 5/2 = 149,5мм

; z = 0,947

Площадь сечения арматуры:

На первых промежуточных опорах укладываем сетки С2 и С3 с площадью рабочей арматуры Аs = 2,51см². Площадь сечения арматуры в дополнительных сетках из стержней диаметром 4мм

 

При диаметре рабочих стержней 4мм и шаге 150мм Аs = 0,84см

Марки дополнительных сеток C4

C5

 

- Панель А:

Определим расчетные высоты сечений по направлению x и y:

Определим площадь сечения арматуры по направлению       ;

По таблице определяем z = 0,974.

Площадь сечения арматуры:

Принимаем Ǿ5 S500 и шаге 200мм количество стержней 5шт. на 1м плиты (Аs = 0,98см)

Определим площадь сечения арматуры по направлению   

     

По таблице определяем z = 0,983.

Площадь сечения арматуры:

Принимаем Ǿ4 S500 и шаге 200мм количество стержней 5шт. на 1м плиты (Аs = 0,63см)

Для армирования плиты в пролетах панели В принимаем сетки марки:

С6

Из соотношения моментов имеем:

; z = 0,974.

Площадь сечения арматуры:

Принимаем Ǿ5 S500 и шаге 150мм количество стержней 6,5шт. на 1м плиты (Аs = 1,31см)

Распределительные стержни опорных сеток принимаем Ǿ3 S500 и шаге 350мм.

Ширина сетки принимается равной 1/4 пролета в каждую сторону от оси опоры:

По направлению  А₁ =     

По направлению  А₂ =  

Принимаем марку сетки    C7

По оси 2 сетка принимается по панели В, как по панели с большим моментом. По оси 1 марка сетки:

 C8

Над колонной для восприятия постоянных и временных нагрузок