Вариант перекрытия в монолитном железобетоне

4 ВАРИАНТ ПЕРЕКРЫТИЯ В МОНОЛИТНОМ ЖЕЛЕЗОБЕТОНЕ

4.1 Схема балочной клетки

Рассматривается ребристое перекрытие, состоящее из плиты, второстепенной и главной балок. Сетка колон остаётся той же, что и в варианте из сборного железобетона.

При проектировании необходимо решить задачу: назначить экономически целесообразную толщину плиты и её пролёт,  т.е. шаг второстепенных балок. Связь между толщиной плиты и пролётом можно установить из уравнения M=αα_mf_cdbd², положив в нём M=ql²/11 и α_m=0,2. Нагрузку от собственного веса плиты можно принять равной 20% от полезной. При единичном значении  ширины плиты получим формулы:

          (4.1)

         (4.2)

где q – расчётная нагрузка на плиту (берётся из таблицы 1) без учёта её собственного веса.

Пусть q=7,98кН/м², f_cd=20МПа, пролёт главной балки в осях 5,4м. В этом случае, разделив пролёт главной балки в осях на три части и вычтя из полученного результата ширину второстепенной балки, равную 20см, получим l=1,6м. По формуле 4.1 найдём

Примем полную толщину плиты h=6см. Тогда d=4см. По формуле 4.2 получим:

Приведенные числовые данные позволяют прийти к выводу, что пролёт плиты в свету следует назначить равным 1,6м, а её полную толщину 60мм. Шаг второстепенных балок в осях составит 1,8м.

4.2 Расчёт плиты

Плиты, в зависимости от отношения длиной и короткой сторон контура, могут рассчитываться как балочные (l₁/l₂>3) или как опёртые по контуру (l₁/l₂<3), в монолитных перекрытиях с второстепенными балками плиты, как правило, балочные. Они работают на изгиб в направлении меньшей стороны, при этом изгибающим моментом в направлении большей стороны по его малости пренебрегают.

Для расчёта балочной плиты вырезают полосу длиной 1м. нагрузки, действующие на 1м длины этой полосы (т.е на 1м², что одно и тоже), представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Нагрузки на плиту перекрытия

Изгибающие моменты определяются с учётом перераспределения усилий по формулам:

- в крайних пролётах и на первых промежуточных опорах –

   (4.3)

- в средних пролётах и на средних опорах –

   (4.4)

4.2.1 Подбор арматуры для плиты

Сечение арматуры подбирается как для прямоугольного сечения шириной 1м. Армируются плиты сетками по сортаменту [2] , или отдельными стержнями. В обоих случаях армирование может быть непрерывным и раздельным.

Поперечная сила полностью воспринимается бетоном и не вычисляется. Расчёт арматуры для плиты сведём  в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 – Подбор арматуры для плиты и расчёт е несущей способности

Исходные данные: h=60мм, b=1000мм, класс  бетона C16/20, f_cd=10,6МПа, арматура класса S400, f_yd=365Н/мм², g=2,25 кН/м, p=6,15 кН/м, l=1,6м;

M₁=±(2,25+6,15)·1,6²/11=1,955кН м

M₂=±(2,25+6,15)·1,6²/16=1,344кН м.

4.3 Расчёт второстепенной балки

Размеры сечения балки определяются из условия, чтобы относительная высота сжатой зоны ξ по опорному сечению была не больше 0,3(α_m ≤ 0,21). Отсюда имеем:

      (4.5)

     (4.6)

где M – изгибающий момент, определяемый по формуле (4.3) без учёта нагрузки от собственного веса балки. Получим:

Полученные результаты округляются: полная высота h – кратно 5см до 60см и 10см  при большей высоте, ширина b – до 10 или 12 см и далее кратно 5см. Сечение второстепенной балки примем h=35см и b=15см.

В таблице 4.3 подсчитаны нагрузки, действующие на каждую из второстепенных балок при их шаге 1,6м.

Расчётные пролёты второстепенных балок меряются в свету между главными балками. Ширину сечения главных балок можно принимать 25 или 30см.

Таблица 4.3 – Нагрузки на второстепенную балку