Расчётный изгибающий момент:

в рёбристой панели (с учётом перераспределения усилий):

;

в панели типа 2Т:

3Рис.3.3.

Плиты балочные (а) и опёртые по контуру (б).

3Рис.3.4.

Внутренние усилия в полке рёбристой панели (а) и панели типа 2Т (б); условное поперечное сечение полки (в).

3.7.4 Поперечное сечение полки

Условное поперечное сечение полки (рис.3.4, в) - прямоугольное, шириной b = 100 см, высотой h¢_f = 6 см.

Плита армируется сеткой из арматуры Æ5В 500, R_s = 410 МПа.

Минимальная толщина защитного слоя бетона в плитах толщиной до 100 мм составляет а_b = 10 мм (п.5.5 СНиП [2]). Тогда минимально необходимое расстояние от нижней грани сечения до центра тяжести арматуры (диаметром d = 5 мм):

а = а_b + 0,5d = 100 + 0,5·5 = 12,5 мм,

принимаем а = 15 мм. Рабочая высота сечения h₀ = h¢_f - a = 6 - 1,5 = 4,5 см.

3.7.5 Подбор рабочей арматуры

Параметр А₀:

Относительная высота сжатой зоны:

Относительное плечо внутренней пары сил: η = 1 - 0,5ξ = 0,984.

Требуемая площадь арматуры:

По сортаменту арматуры определяем, что нам необходимо не менее четырех стержней, площадь сечения 4Æ5 В 500 равна А_s = 0,79 см².

Шаг арматурных стержней тогда составит:

Шаг продольной рабочей арматуры сетки при высоте плиты до 150 мм должен составлять не более 200 мм (п.5.20 СНиП [2]), поэтому принимаем S = 200 мм (кратно 50 мм).

3.7.6 Конструирование сеток

Выбранная рабочая арматура располагается параллельно короткой стороне сетки. В направлении длиной стороны арматуру ставим конструктивно: принимаем стержни Æ4В 500 с шагом 200 мм (допускается не более 200 мм, кратно 50 мм).

Арматурная сетка размещается в растянутой зоне сечения полки, положение которой определяется по эпюре изгибающих моментов (рис.3.4).

В рёбристой панели используется две сетки: пролётные моменты воспринимают сетки С-1, установленные у нижней грани сечения; опорные моменты воспринимают аналогичные, но более узкие сетки С-2 (2 шт.), установленные у верхней грани сечения.

В панели типа 2Т используется одна сетка С-1, расположенная у нижней грани сечения; вблизи ребер и на консолях стержни сетки переводятся в верхнюю зону.

Шаг стержней у краев сетки может отличаться от основного (в меньшую сторону, кратно 10 мм).

3.8 Рабочие чертежи панели перекрытия

На основе полученных в ходе расчета и конструирования данных выполняем арматурные чертежи панели перекрытия. На них показывается размещение арматуры в сечении элемента, и, кроме того, вычерчиваются отдельно арматурные каркасы и сетки.

Эти чертежи являются рабочими: по ним будет изготавливаться конструкция, поэтому они должны обладать достаточной степенью детализации.

Для того чтобы оперативно определять, какое количество арматуры нужно для изготовления железобетонного изделия, на рабочих чертежах приводятся эти сведения в виде таблицы, которую принято называть спецификацией арматуры.

4. Расчет и конструирование ригеля перекрытия

4.1 Прочностные и деформативные характеристики бетона и арматуры

Бетон

Используем тяжелый бетон класса В25 (по заданию), подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении.

Расчетные сопротивления бетона (табл.13 СНиП [2]):

сжатию R_b = 14,5 МПа,

растяжению R_bt = 1,05 МПа.

Коэффициент условий работы, учитывающий длительность действия нагрузки γ_b₂ = 0,9 (табл.15 СНиП [2]).

Начальный модуль упругости бетона Е_b = 27 000 МПа (табл.18 СНиП [2]).

Арматура

Продольная рабочая арматура - ненапрягаемая, класса А400 (А-III) диаметр Æ10…40 мм.

Расчётное сопротивление растяжению R_s= 365 МПа (табл.22* СНиП [2]).

Модуль упругости арматуры E_s = 200 000 МПа (табл.29* СНиП [2]).

Поперечная рабочая арматура - также класса А400 (А-III).

Расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры (табл.22* СНиП [2]):

R_sw = 285 МПа (Æ6…8 мм), R_sw = 290 МПа (Æ10…40 мм).

Если диаметр поперечных стержней меньше 1/3 диаметра продольных стержней, значение R_sw = 255 МПа (примеч. к табл.22* СНиП [2]).

4.2 Подбор продольной рабочей арматуры ригеля

Расчетное поперечное сечение ригеля - прямоугольное (рис.4.1). Размеры сечения установлены в процессе компоновки конструктивной схемы каркаса (п.1.5):

высота h = 750 мм,

ширина b = 250 мм.

Арматура располагается в растянутой зоне сечения, положение которой определяется по эпюре изгибающих моментов в ригеле: в пролёте - внизу, на опоре - вверху. Арматуру располагаем в два ряда, чтобы иметь возможность не ставить (обрывать) часть стержней там, где они не требуются по расчёту.

Порядок подбора продольной рабочей арматуры в ригеле такой же, как и в панели перекрытия. Результаты подбора арматуры приведены в табл 4.1.

Рабочая высота сечения: h₀ = h - a,

где а - расстояние от растянутой грани сечения до центра тяжести продольной рабочей арматуры; принимается в пределах а = 4…10 см (задаётся по своему усмотрению, при этом чем больше изгибающий момент в сечении, тем больше должно быть это расстояние).

Рис.4.1 Расчётное поперечное сечение ригеля: а - в пролёте, б - на средних опорах.

Условный параметр А₀:

Относительная высота сжатой зоны:

Относительное плечо внутренней пары сил: η = 1 - 0,5ξ

Требуемая площадь сечения арматуры:

Подбираем по сортаменту необходимый диаметр стержня, учитывая, что число стержней в сечении - 4.

Арматура подбирается для трех сечений ригеля:

1 - сечение в крайнем пролете (М₁₁);

2 - сечение в левой средней опоре (М₂₁ = М₂₃);

3 - сечение в среднем пролете (М₂₂).

На средней опоре используется расчётный изгибающий момент в сечении ригеля по грани колонны (п.2.4.3).

Граничная относительная высота сжатой зоны:

где ω = a - 0,008 R_bg_b₂ = 0,85 - 0,008 × 14,5 × 0,9 = 0,7456;

σ_sR = R_s = 365 МПа (для ненапрягаемой арматуры).

Толщина защитного слоя бетона а_b для продольной рабочей арматуры должна составлять (п.5.5 СНиП [2]):

не менее диаметра стержня: а_b ≥ d,

не менее 20 мм в балках высотой h ≥ 250 мм: а_b ≥ 20 мм.

Расстояние в свету между стержнями продольной рабочей арматуры а_s должно составлять (п.5.5 СНиП [2]):

не менее наибольшего диаметра стержня: а_s ≥ d,

не менее 25 мм для нижней арматуры и 30 мм для верхней: а_s ≥ 25 (30) мм.

Расстояния по высоте между осями арматурных стержней (рис.4.1) должны назначаться с учётом этих требований, а также кратными 5 мм:

а₁ ³ а_b + 0,5d, кратно 5 мм;

а₂ ³ а_s + d, кратно 5 мм.

Тогда расстояние от растянутой грани сечения до центра тяжести продольной рабочей арматуры составит:

а = а₁ + 0,5а₂.

Если оно сильно отличается от принятого ранее, особенно в большую сторону, то прочность может быть не обеспечена и расчёт необходимо провести заново. Если это расстояние отличается не сильно и площадь арматуры взята с запасом, расчёт можно не повторять. Окончательно это выяснится в табл.4.2.

4.3 Подбор продольной рабочей арматуры ригеля

Таблица 4.1.

Расчётное сечение		в крайнем пролёте	на левой средней опоре	в среднем пролёте
М, кН·см		М₁₁ = 60 799	M_fr = 43 400	М₂₂ = 34 098
h₀ = h - a, см		75 - 8 = 67	75 - 7 = 68	75 - 6 = 69
А₀		0,4151	0,2877	0,2195
ξ		0,5880	0,3484	0,2510
η		0,706	0,826	0,874
Требуемая А_s, см²		35,22	21,17	15,49
Принятое армирование		4Æ36 А 400	4Æ28 А 400	4Æ25 А 400
Фактич. А_s, см²		40,72	24,63	19,68
а₁, мм	Минимальное	36 + 0,5×36 = 54	28 + 0,5×28 = 42	25 + 0,5×25 = 37,5
а₁, мм	Принятое	55	45	40
а₂, мм	Минимальное	36 + 36 = 72	30 + 28 = 58	25 + 25 = 50
а₂, мм	Принятое	75	60	50
Фактич. а, мм		55 + 0,5·75 = 92,5	45 + 0,5·60 = 75	40 + 0,5×50 = 65
Фактич. h₀ = h - a, см		75 - 9,25 = 65,75	75 - 7,5 = 67,5	75 - 6,5 = 68,5
Расст. h₀₁= h - a₁, см		75 - 5,5 = 69,5	75 - 4,5 = 70,5	75 - 4 = 71

4.4 Подбор поперечной рабочей арматуры ригеля

4.4.1 Конструирование поперечной арматуры

Диаметр стержней поперечной арматуры d принимается из условия ее свариваемости с продольной арматурой наибольшим диаметром D = 36 мм:

Проектирование несущих железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания (стр. 6 из 14)