Проектирование семиэтажного железобетонного каркаса жилого дома (стр. 3 из 9)
где
- поперечное усилие, воспринимаемое бетоном, кН, 
- момент, воспринимаемый бетоном, кН*м, 
- длина проекции наиболее опасного сечения на продольную ось элемента, м, где 
– полная расчетная нагрузка, действующая на балку, 
– поперечное усилие, воспринимаемое хомутами, кН, 
– усилие в хомутах на единицу длины элемента, кН/м.Примем диаметр поперечных стержней 10 мм, класс арматуры А400,
. Площадь сечения хомутов равна: 
. 
, примем шаг стержней 200 мм.Определяем:
. 
, 
, 
.Определяем:
.Определяем шаг поперечных стержней:
В средней части шаг принимаем конструктивно – 300 мм.
По конструктивным соображениям в целях унификации каркасов для балок средних пролетов (каркас К2) принимаем поперечные стержни диаметром 10 мм, с шагом 150 и 300 мм, также как и для каркаса К1 в крайнем пролете.
3.6 Расчет обрыва стержней в пролете
, 
.Тогда:
, 
. 
, 
. 
, 
, 
, 
, 
, 
, принимаем 
. 
, принимаем 
.4. Проектирование и расчёт железобетонной многопустотной плиты перекрытия
4.1 Исходные данные
Размеры плиты номинальные, м – 1,2х6,85
Класс напрягаемой арматуры – А800 (А-V)
Класс бетона – В20
Нормативные и расчетные характеристики бетона и арматуры:
Rb=11,5 МПа
Rbt=0,9 МПа
Rb,ser=15 МПа
Rbt,ser=1,35 МПа
Eb=27,5*103 МПа
gb1 =0,9
Для арматуры А800
Rs=695 МПа
Rs,n=800 МПа
Es=20*104 МПа
Для арматуры В500 (Вр-I)
Rs=415 МПа
Rs,n=500 МПа
Rsw=300 МПа
Собственный вес плиты = 3 кН/м2
Принимаем предварительно диаметр напрягаемой арматуры
= 14 мм и защитный слой бетона а=40 мм.4.2 Статический расчет плиты
Сбор нагрузок на плиту перекрытия
Подсчет нагрузок, действующих на 1 м2 плиты, производится в табличной форме с учетом принятой конструкции пола; нормативное значение собственного веса плиты принимается равным
| № п/п | Вид нагрузки | Нормативная нагрузка qn, кН/м2 | γf | Расчетная нагрузка q, кН/м2 |
| I | Постоянная нагрузка | |||
| 1 | Собственный вес конструкции пола | 0,5686 | – | 0,7363 |
| 2 | Собственный вес плиты | 3,0 | 1,1 | 3,3 |
| Итого | 3,569 | – | 4,036 | |
| II | Временная нагрузка: | 4,1 | 1,2 | 4,92 |
| 1 | Кратковременная (принимаем 6*1/3) | 1,36 | 1,2 | 1,64 |
| 2 | Длительная (принимаем 6*2/3) | 2,73 | 1,2 | 3,28 |
| Всего | 7,67 | – | 8,96 | |
| В том числе:длительная кратковременная | 6,31 1,36 | – 1,2 | 7,32 1,64 |
Определение внутренних усилий
Предварительно определим размеры плиты и расчетный пролет:
Размеры плиты –
мм, 
мм.Расчетный пролет –
.Согласно расчетной схеме, приведенной на рис. 9, определяем моменты и поперечные силы:
- от полной расчетной нагрузки
;- от полной нагрузки
;- от нормативной длительной нагрузки
;- от нормативной кратковременной нагрузки
;- от собственного веса
;- поперечная сила от полной расчетной нагрузки
;- поперечная сила от полной нормативной нагрузки
.4.3 Расчет по предельным состояниям первой группы
Расчет по I-ой группе предельных состояний многопустотной плиты перекрытия включает в себя расчет по прочности нормальных сечений (подбор продольной рабочей арматуры) и расчет по прочности наклонных сечений (подбор хомутов).
Фактическое сечение плиты (рис. 10) заменяется двутавровым сечением (рис. 11), являющимся расчетным для I-ой группы предельных состояний.
Рис. 10. Фактическое сечение плиты Рис. 11. Расчетное сечение плиты
Геометрические характеристики расчетного сечения:
– ширина плиты по верху
;– приведенная высота пустоты
;– суммарная площадь пустот
– приведенная ширина всех пустот
– ширина ребра
– толщина верхней и нижней полок
– рабочая высота сечения
4.3.1 Расчет по нормальному сечению
Находим положение нейтральной оси:
– относительная высота сжатой зоны бетона
– высота сжатой зоны бетона
Так как
– то нейтральная ось проходит в полке, расчет выполнен верно.Граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:
,где
– относительная деформация в арматуре растянутой зоны, для арматуры с условным пределом текучести 
; 
– предельная относительная деформация сжатого бетона, 
.Предварительное напряжение:
где
– расстояние по наружным граням упоров формы.