Сборное железобетонное ребристое перекрытие

1. Назначение основных размеров
2. Проектирование плиты панелей
2.1. Статический расчет
2.2. Подбор арматуры в плите панели
2.3. Конструирование арматуры в плите панели
3. Проектирование промежуточной диафрагмы
3.1. Статический расчет
3.2. Расчет продольной арматуры диафрагмы
3.3. Расчет поперечной арматуры диафрагмы
4. Проектирование продольного ребра
4.1. Статический расчет
4.2. Расчет продольной арматуры ребра
4.3. Расчет поперечной арматуры ребра
5. Проектирование неразрезного прогона
5.1. Статический расчет и построение огибающих эпюр усилия
5.2. Расчет продольного армирования
5.3. Построение Эпюры предельных моментов (эпюры материалов)
5.4. Расчет поперечной арматуры
5.5. Сопряжение прогона с колонной
6. Расчет балочной плиты монолитного варианта перекрытия
Используемая литература
Приложения.

Сборное железобетонное ребристое перекрытие

Поперечные стержни – Ø5Вр-1, S=167мм
Сетка С2:
Продольные стержни - Ø5Вр-1, S=167мм
Поперечные стержни – Ø5Вр-1, S=200мм
Сетка С3:
Продольные стержни – Ø10AIII, S=167мм
Поперечные стержни – Ø5Вр-1, S=250мм
3. Проектирование промежуточной диафрагмы.
3.1. Статический расчет.
Так как опорами для диафрагм служат продольные ребра, то диафрагмы можно рассматривать как однопролетные свободно опертые балки. Нагрузка на них передается от плиты по закону треугольника.
Таким образом расчетная схема загрузки диафрагмы.
- собственный вес диафрагмы
- нагрузка от плиты
Наибольший изгибающий момент и поперечная сила при треугольном законе передачи нагрузки определяется по формулам:
3.2. Расчет продольной арматуры диафрагмы.
При изгибе диафрагмы привлекают в работу прилегающий участок плиты шириной bп. расчетная ширина плиты определяется из следующих условий.
Таким образом, принимаем bп=58см
Полезная высота диафрагмы , принимаем а=2см:
Определим предельный момент в полке:
Максимальный момент меньше предельного, поэтому нейтральная ось проходит в полке и сечение рассчитывается как прямоугольное шириной bп=58см. По значению максимального момента определяется продольная нижняя арматура.
По сортаменту выбираем стержень Ø16с Аsфакт=2,011 см2, АIII.
Верхняя продольная арматура ставится конструктивно Ø8 с Аsфакт=0,503см2, АIII.
3.3. Расчет поперечной арматуры диафрагмы.
Поперечная арматура ставится в балках и других элементах конструкции, подверженных действию поперечной силы, для обеспечения прочности по наклонным сечениям. В диафрагме поперечной арматурой являются хомуты, работающие на растяжение. Расчет хомутов производят при невыполнении следующего условия:
Необходимо произвести расчет хомутов. Назначаем шаг хомутов на приопорных участках (приопорным участком считается ¼ пролета у опоры) исходя из следующих условий:
Сначала задаемся диаметром хомута класса AI с Rsw=1750кгс/см2.
dsw=6мм
аsw=0,283см2
заменяем сосредоточенное усилие в хомуте на распределенную нагрузку, приходящуюся на единицу длины элемента. При одном хомуте в поперечном сечении:
Проверим выполнение условия:
Условие выполнено. Далее проверяем выбранную арматуру на прочность по наклонной трещине. Должно выполняться условие:
Условие выполнено, далее проверяем на прочность по наклонной полосе между трещинами.
Условие выполнено – окончательно принимаем хомуты Ø6 АI с шагом 9см.
4. Проектирование продольного ребра.
4.1. Статический расчет.
Продольные ребра рассматриваются как свободно опертые балки. Нагрузка на них передается непосредственно от плиты по закону трапеции. Так же на ребра действует собственный вес ребер.
Принимаем ширину консоли lконс=25см
4.2. Расчет продольной арматуры ребра.
Из продольной арматуры в ребре рассчитывается нижние стержни, а верхние ставятся конструктивно. Ребро, так же как и диафрагма, вовлекает в работу часть плиты.
Определим расчетную ширину полки исходя из следующих условий:
Принимаем а=5см, таким образом h0=35-5=30см
Условие выполняется, поэтому нейтральная ось проходит через полку, сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной bп=87см.
по таблице определяем η=0,957
Таким образом, принимаем по сортаменту два стержня класса АIII – Ø25 и Ø18 с. Нижним стержнем устанавливают тот, у которого больший диаметр. Стержень верхней арматуры устанавливается конструктивно Ø12 АIII.
4.3. Расчет поперечной арматуры ребра.
Расчет поперечной арматуры аналогичен расчету диафрагмы.
Необходимо произвести расчет хомутов. Назначаем шаг хомутов на приопорных участках (приопорным участком считается ¼ пролета у опоры) исходя из следующих условий:
Сначала задаемся диаметром хомута класса AI с Rsw=1750кгс/см2.
dsw=6мм
аsw=0,283см2
заменяем сосредоточенное усилие в хомуте на распределенную нагрузку, приходящуюся на единицу длины элемента. При одном хомуте в поперечном сечении:
Проверяем выполнение условия:
Условие выполнено. Далее проверяем выбранную арматуру на прочность по наклонной трещине. Должно выполняться условие:
Условие не выполнено, поэтому увеличиваем диаметр арматуры:
dsw=9мм
аsw=0,636см2
Условие выполнено, далее проверяем на прочность по наклонной полосе между трещинами
Шаг хомутов на средней части пролета назначаем:
Условие выполнено – окончательно принимаем хомуты Ø9 АI с шагом 15см на приопорных участках и шагом 25см в центральной части пролета.
5. Проектирование неразрезного прогона.
5.1. Статический расчет и построение огибающих эпюр усилия.
Неразрезные прогоны, жестко связанные с колонами, образуют рамную конструкцию. Преимущества неразрезного прогона перед разрезными заключаются в меньших значениях максимальных моментов, большей жесткости и более экономичном армировании. Для того чтобы балка была неразрезной верхняя арматура должна быть соединена с арматурой расположенной в пазу колонны. Далее эти пазы заполняются мелкозернистым бетоном.
Принимаем прямоугольное с полочками для опирания поперечное сечение прогона.
Нагрузки на прогон передаются в виде постоянных и временных сосредоточенных сил G и Р, приложенных в местах опирания продольных ребер панелей, а так же равномерно распределенной нагрузки от собственного веса.
Предварительно принимаем следующее поперечное сечение прогона:
Поскольку в пролете оказалось приложено более трех сосредоточенных сил, нагрузку на прогон можно привести к равномерно распределенной, в этом случае разница между эпюрами моментов, а следовательно, и между их максимальными значениями, будет не велика:
Пролет представляет собой шарнирно опертую неразрезную восьмипролетную балку. Так как пролетов больше пяти, то принимаем для расчета пятипролетную схему. Необходимо определить наиневыгоднейшее загружение балки временной нагрузкой.
Максимальный момент в первом, третьем, шестом и восьмом пролете образуется при загружении №1.
Максимальный момент во втором, четвертом, пятом и седьмом пролете образуется при загружении №2.
Максимальный момент на опоре В образуется при загружении №3.
Максимальный момент на опоре С образуется при загружении №4.
 - коэффициенты влияния от действия постоянной нагрузки gпр;
 - коэффициенты влияния от действия временной полезной нагрузки pпр.
Значения моментов приведены в таблице:
По данным таблицы строятся огибающие эпюры моментов.
5.2. Расчет продольного армирования.
Для изготовления неразрезных прогонов используется бетон класса В30 с характеристиками Rb=135кгс/см2 и стержневая арматура класса АIII c Rs=3600кгс/см2.
Прежде чем приступить к расчету продольной арматуры необходимо уточнить размеры поперечного сечения прогона. Назначаем оптимальный процент армирования μ=1,75%.
по таблице определяем значение А0=0,360.
Наибольший по абсолютной величине момент в I пролете - М=63,38тм
Принимаем h0=72см, тогда
Окончательно принимаем высоту прогона hпр=78см, h0=72см.
Ширина прогона
Сечение продольной арматуры для каждого сечения подбираем по формуле для изгибаемых элементов прямоугольного сечения. Нижнюю арматуру подбираем по наибольшим положительным моментам, а верхнюю - по наибольшим отрицательным. Арматуру над опорами вследствие жесткого сопряжения прогона с колоннами определяем по моменту на грани колонны по формуле:.
Намечаем 5 расчетных сечений:
1 – середина первого пролета (аналогично для середины восьмого пролета);
2 – вторая опора В (аналогично для восьмой опоры);
3 – середина второго пролета (аналогично для середины седьмого пролета);
4 – третья опора С (аналогично для шестой опоры);
5 – середина третьего пролета (аналогично для середины четвертого, пятого и шестого пролетов).
По таблице определяем η.
Используем четыре каркаса с восьмью продольными стержнями.
Результат расчета представлен в таблице.
М, тм
h0, м
A0
η
As, см2
сортамент
As факт, см2
МI пр.
63,38
0,72
0,335
0,787
31,07
8Ø25
39,27
МII пр.
46,77
0,248
0,855
21,10
8Ø20
25,13
МIII пр.
54,20
0,287
0,826
25,32
8Ø22
30,41
Мв
78,08
0,413
0,710
42,43
 
 
Мгр.в.
72,61
0,384
0,741
37,80
8Ø25
39,27
Мс
70,27
0,372
0,752
36,05
 
 
Мгр.с.
65,35
0,346
0,777
32,45
8Ø25
39,27
5.3. Определение точек обрыва арматуры и построение эпюры предельных моментов (эпюры материалов).
Определим точки обрыва арматуры по следующим формулам:
Результаты расчетов приведены в таблице
 
сортамент
Аsфакт, см2
ξ
η
Мпред
кгс·см
тс·м
I пр.
8Ø25
39,27
0,54
0,730
7430512
74,30
4Ø25
19,64
0,27
0,865
4403445
44,03
II пр.
8Ø20