Вказівки до конструювання плити

В плитах перекриття ділянок В, які повністю обрамлені по контуру головними та другорядними балками, зменшуємо величину згинаючих моментів на 20 %.

Плиту ребристого перекриття рекомендується армувати зварними сітками. Якщо діаметр робочої арматури 3, 4, 5мм, то приймають рулонні сітки з поздовжньою робочою арматурою, які розгортають у напрямі головних балок.

В прольотах сітки укладають по низу плити, а на опорах, над другорядними балками переводять у верхні зони плити. Перегин сіток у верхній зоні здійснюється на відстані прольоту від осі опори. Основна сітка С1 (ділянка А), підбирається за величиною моменту, який діє в середніх прольотах. В крайніх прольотах укладається додаткова сітка С2.

Основну сітку С3 (ділянка В), підбирають за величиною моменту, який зменшений на 20 %, і який діє в середніх прольотах. В крайніх прольотах укладають додаткову сітку С4 (рис. 9).

Ошибка! Раздел не указан.

Рис. 9. Армування плити рулонними зварними сітками з поздовжньою робочою арматурою

Якщо діаметр робочої арматури 6мм і більше то, необхідно прийняти сітки з поперечною робочою арматурою.

Зварні сітки з поперечною робочою арматурою укладають по нижній грані плити в прольотах і по верхній грані над опорами. Ширина сіток в

прольотах дорівнює прольоту плити, а над опорами – сітку заводять на прольоту з обох боків від осі опори (рис. 9).

Сітки підбирають окремо для середніх прольотів, крайніх прольотів та опор плити ділянки А.

Стикування сіток здійснюється відповідно до СНиП 2.03.01-84^*.

Так само при армуванні плити на ділянці В.

Таблиця 7

Підбір арматури ділянки А (див. рис. 3)

Елемент	, кН∙см		ξ	Необхідна арматура , см2	Прийнята арматура
Кількість та тип сіток	, см2
Пр1		0,139	0,15	0,15 3,12		3,36
Оп В		0,106	0,112	0,112 2,33		2,51
Пр2		0,146	0,159	0,159 3,31		3,36
Оп С		0,106	0,112	0,112 2,33		2,51

Таблиця 8

Підбір арматури ділянки В (див. рис. 3)

Елемент	, кН см		ξ	Необхідна арматура , см2	Прийнята арматура
Кількість та тип сіток	Аs, см2
Пр2		0,084	0,089	0,089 1,85		1,89
Оп. С

Ошибка! Раздел не указан.

Рис. 10. Армування плит зварними сітками з поперечною робочою арматурою (варіанти)

6. Розрахунок та конструювання другорядної балки

Залізобетонні балки – це лінійні конструкції, розміри поперечного перерізу яких, b та h значно менші від довжини l.

Вихідні дані:

а) бетон класу В20; МПа; МПа;

б) балка в прольотах армується зварними каркасами з поздовжньою робочою арматурою класу А400С; МПа, МПа;

в) балка на опорах армується плоскими зварними сітками, робоча арматура класу А400С, МПа;

г) поперечна арматура класу А240С, МПа;

д) тимчасове навантаження кН/м²;

е) вага підлоги з підготовкою (покрівлі з утеплювачем) кН/м².

6.1. Вибір розрахункової схеми

Розрахункова схема другорядної балки являє собою нерозрізну шестипролітну балку, яка кінцями опирається на цегляні стіни, а у проміжку – на головні балки.(рис. 3). Балка завантажена рівномірно розподіленим навантаженням інтенсивністю , розрахунок навантаження приведено у п. 6.3.

Якщо кількість прольотів перевищує 5, то балка розраховується як п’ятипролітна (див. рис. 11).

Ошибка! Раздел не указан.

Рис. 11. Розрахункова схема другорядної балки

6.2. Визначення розрахункових прольотів

Другорядні балки замуровуються в цегляну стіну на величину см.

Ошибка! Раздел не указан.

Рис. 12. До визначення розрахункових прольотів другорядної балки

Розрахункові прольоти визначаються з урахуванням попередньо прийнятих розмірів перерізу другорядної та головної балок. (табл. 2).

Визначення розрахункових крайніх прольотів:

см,

де см – крайній геометричний проліт другорядної балки;

см – ширина ребра головної балки;

см – величина опирання балки на стіну.

Визначення розрахункових середніх прольотів:

см,

де – середній геометричний проліт другорядної балки;

– відстань між гранями головних балок.

6.3. Визначення навантаження на балку

Рівномірно розподілене навантаження складається з постійного (вага підлоги, плити, ребра другорядної балки) і тимчасового навантаження кН∙м. Навантаження збирається з вантажної площі, ширина якої обмежена більшим прольотом плити м (див. рис. 4).

Таблиця 9

Визначення навантаження на другорядну балку

№	Вид навантаження	Нормативне навантаження, кН/м	Коефіцієнт надійності	Розрахункове навантаження кН/м
Постійне навантаження
	Підлога	2,88	1,3	3,74
	З.б. плита	4,8	1,1	5,28
	Ребро другорядної балки	2,1	1,1	2,31
	Всього постійне
Тимчасове навантаження
			1,2

Повне розрахункове навантаження на 1м.п. другорядної балки з урахуванням коефіцієнта надійності за призначенням будівлі :

кН/м,

кН/м,

кН/м.

6.4. Визначення згинаючих моментів

Конструювання другорядної балки пов’язано з побудовою огинаючої епюри згинаючих моментів, ординати якої визначаються за формулою:

,

де коефіцієнт, який приймається в залежності від перерізу балки та відношення навантажень , з табл. 6 додатку;

кН/м – повне розрахункове навантаження;

– розрахункова довжина прольоту, де визначаються згинаючі моменти. Визначення згинаючих моментів при відношенні , приводиться в табл. 10. Побудова епюр та приведена на рис. 13.

Таблиця10

Визначення згинаючих моментів у другорядній балці

Проліт	переріз	Коефіцієнти		Згинаючі моменти, кНм
1 проліт		0,065	-	1404,14	91,25	-
	0,09	-	126,35	-
2′	0,091	-	127,75	-
	0,075	-	105,29	-
	0,02	-	28,08	-
Оп.В		-	-0,0715	1410,34*	-	-100,82
2 проліт		0,018	-0,035	1416,54	25,50	-49,57
	0,058	-0,016	82,14	-22,66
7′	0,0625	-	88,51	-
	0,058	-0,014	82,14	-19,83
	0,018	-0,029	25,50	-41,07
Оп.С		-	-0,0625	1416,54	-	-88,51
3 проліт		0,018	-0,028	1416,54	25,50	-39,65
	0,058	-0,01	82,14	-14,16
12′	0,0625	-	88,52	-

* – на опорі В розрахунковий проліт визначаємо як середнє арифметичне

Ошибка! Раздел не указан.

Рис. 13. Епюри згинаючих моментів та поперечних сил другорядної балки (М – кНм, Q – кН).

6.5. Визначення поперечних сил

98,95 кН;

-148,42 кН;

124,23 кН.

6.6. Визначення розмірів поперечного перерізу другорядної балки

Ошибка! Раздел не указан.

Рис.14. Переріз перекриття в поперечному напрямі

Робочу висоту балки визначаємо за формулою:

,

де кН∙см – найбільший згинаючий момент в балці;

– визначається за оптимальною величиною ;

;

– коефіцієнт умов роботи важкого бетона;

МПа – розрахунковий опір стиску для бетона В20;

см – ширина перерізу другорядної балки.

Таким чином см.

Повна висота балки см.

Приймаємо висоту балки см, ширину ребра балки см.

Уточнюємо робочу висоту:

а) при розміщенні робочих стержнів у два ряди:

см;

б) при розміщенні сіток на опорі:

см;

в) при розміщенні робочих стержнів в один ряд:

см.

Ошибка! Раздел не указан.

Рис. 15. Переріз другорядної балки

Визначення ширини полки проводиться за формулою: ,

де - величина звисів, приймається меншою із трьох наступних значень:

1) см,

де - величина середнього розрахункового прольоту плити;

2) см,

де - геометричний проліт другорядної балки;

3) якщо , то ;

оскільки см > см, то третя умова не враховується,

де - висота перерізу другорядної балки.

Таким чином см.

6.7. Визначення розрахункової форми поперечного перерізу другорядної балки

Визначення положення нейтральної лінії:

кН∙cм =72,864 кН∙м.

Так як кН^·м кН·м, то переріз розраховуємо як прямокутний з шириною см та висотою см.

6.8. Визначення площі поздовжньої робочої арматури

Передбачається армування другорядної балки в прольотах двома плоскими зварними каркасами. Кожен каркас має по два нижніх стержня і одному верхньому з арматури класу А400С з розрахунковим опором МПа.

На опорах В і С для сприйняття від’ємних згинаючих моментів балку армуємо двома плоскими зварними сітками з поперечною робочою арматурою класу А400С.

Підбір кількості та діаметру арматурних стержнів виконати за табл. 3 додатку.

Підбір типу та площі робочої арматури плоских зварних сіток виконати за табл. 4 додатку.

Таблиця 11

Підбір арматури другорядної балки

елемент балки	М, кН.см	см			Необхідна площа арматури , см2	Прийнята арматура
Кількість арматури	, см2
пр 1		45-5=40		0,032		4Ø18А400С	10,17
пр 2		45-5=40		0,022		4Ø14А400С	6,15
	45-6=39		0,065		2Ø12А400С	2,26
оп В		45-3=42		0,29			9,07 (1,89)
оп С		45-3=42		0,2495			6,77 (1,41)

Ошибка! Раздел не указан.

Рис. 16. Схема армування другорядної балки

6.9. Розрахунок міцності другорядної балки за похилими перерізами

В кожному прольоті балка армується двома зварними каркасами з поперечною арматурою класу А240С, з розрахунковим опором розтягу при розрахунках на дію поперечної сили МПа.

На крайніх ділянках балки, довжиною - кожна, діють достатньо великі поперечні сили і крок поперечної арматури призначається виходячи з наступних умов:

- при висоті балки:

см , крім того см;

см , крім того см.

В прикладі, що розглядається см, відповідно, крок хомутів приймаємо см.

В середній частині прольоту балки, де поперечні сили незначні, крок поперечних стержнів призначається виходячи з умови:

та см,

приймаємо см.

У всіх випадках рекомендується приймати крок поперечних стержнів кратним 5 см, з округленням у менший бік.

Вибір діаметра поперечної арматури здійснюємо виходячи з наступних двох умов:

а) забезпечення жорсткості арматурних каркасів:

- діаметр поперечної арматури повинен бути таким, щоб виконувалася умова:

,

де - діаметр поперечної арматури (хомутів);

- діаметр робочої арматури;

мм - при висоті балки см;

мм - при висоті балки см.

В прикладі прийнято см та діаметр поздовжньої робочої арматури мм, відповідно діаметр поперечної арматури приймаємо:

мм, см².

б) забезпечення міцності похилих перерізів:

- діаметр поперечної арматури та її крок повинен бути таким, щоб виконувалася умова:

,

де кН – максимальна розрахункова поперечна сила, яка виникає на опорі;

– величина поперечної сили, яка сприймається хомутами та бетоном.

Поперечна сила, що сприймається бетоном стиснутої зони над похилим перерізом:

,

де – коефіцієнт, прийнятий для важкого бетону;

– коефіцієнт, який враховує вплив звисів полки таврового перерізу;

,

де розрахункова ширина полки;

см,

тоді .

Величину визначаємо при , тому що в цьому випадку величина поперечної сили, яка сприймається бетоном, буде мінімальною.

кН.

Величину поперечної сили, що сприймається поперечною арматурою (хомутами) обчислюємо за формулою:

,

де – зусилля в хомутах на одиницю довжини, визначається за формулою

кН/см,

де – кількість поперечних стержнів в перерізі балки.

Визначаємо горизонтальну проекцію найбільш небезпечної похилої тріщини , крім того .

Таким чином

Приймаємо см.

Поперечна сила, що сприймається поперечною арматурою (хомутами):

кН.

Таким чином кН.

Оскільки умова міцності похилих перерізів не забезпечена, то необхідно зменшити крок стержнів поперечної арматури, або збільшити їх діаметр, або збільшити міцність бетону чи арматури.

Збільшуємо діаметр хомутів з 6 мм до 8 мм ( см²) та приймаємо крок см.

Тоді

кН/см.

Відповідно

см.

Приймаємо см

кН.

Перевіримо повторно умову міцності.

Таким чином кН кН.

Міцність похилих перерізів на приопорних ділянках забезпечена.

Визначення величини поперечної сили на середній ділянці балки з кроком поперечної арматури см.

Зусилля в хомутах визначається за формулою:

кН/см.

Відповідно

см.

Приймаємо см.

Величина поперечної сили, яка сприймається хомутами в середній ділянці балки:

кН.

Величина поперечної сили, яка сприймається бетоном та хомутами в середній ділянці балки:

кН.

За результатами розрахунку будуємо епюру поперечних сил та епюру для кожного прольоту.

З рисунка видно, що по всій довжині балки виконується умова , отже міцність похилих перерізів від дії поперечних сил забезпечена.

6.10. Побудова епюри матеріалів другорядної балки

Міцність балки від дії згинаючого моменту буде забезпечена, якщо у всіх перерізах по довжині балки виконується умова:

З метою економного армування, балку армуємо поздовжньою робочою

Ошибка! Раздел не указан.

Рис. 17. Епюра та епюра , кН

арматурою з урахуванням зміни згинаючих моментів. В прольотах на середніх ділянках за розрахунками передбачається встановлення чотирьох поздовжніх стержнів, а на крайніх ділянках – двох стержнів. На опорах балку армуємо двома плоскими зварними сітками. Для визначення місць обриву стержнів в прольотах та сіток на опорах, будуємо епюру моментів – за даними, приведеними в табл. 10, та епюру матеріалів - за даними табл. 12.

Згинаючі моменти визначаються за формулою:

.

Коефіцієнт знаходимо за таблицею коефіцієнтів (табл. 2 додатку), в залежності від відносної висоти стиснутої зони бетону .

.

6.11. Визначення довжини анкерування обірваних робочих стержнів

Робочі стержні, які обриваються необхідно заводити за місце їх теоретичного обриву на величину анкерування w, яку визначаємо за формулою:

.

Місце теоретичного обриву визначаємо за результатами побудови епюр та .

,

де – поперечна сила у відповідному перерізі, який проходить через точку теоретичного обриву;

– зусилля в поперечній арматурі на одиниці довжини елемента, при

розрахунку похилих перерізів на дію згинаючого моменту, визначаємо за формулою:

кН/см.

Ошибка! Раздел не указан.

Рис. 18. Побудова епюри моментів , епюри матеріалів та епюри поперечних сил другорядної балки

(, – кНм, – кН)

Таблиця 12

Визначення ординат епюри

Елемент балки	Ділянка балки	Робоча арматура			Розрахункова несуча здатність ,
Кількість арматури	, см2
Пр 1	I	2Ø18А400С	5,09		0,990
II	4Ø18А400	10,17		0,9825
Пр 2	III	2Ø14А40С	3,08		0,995
IV	4Ø14А400С	6,16		0,989
VII	2Ø12А400С	2,26		0,954
оп В	V		4,54		0,915
VI	2 Сітки	9,07		0,828
оп С	VIII		3,38		0,934
IX	2 Сітки	6,77		0,872

де МПа – розрахунковий опір на розтяг поперечної арматури класу А240С;

см² – площа поперечного перерізу однієї гілки поперечної арматури діаметром 8 мм;

– кількість гілок поперечної арматури в поперечному перерізі балки;

см – крок хомутів приопорної ділянки.

Таблиця 13

Обчислення

Поиск по сайту: