В.А. Тесля Многоэтажные промышленные здания

20

4.4. Построение эпюры материалов. Необходимо определить величины всех моментов по принятому армированию, что позволит наглядно проверить правильность принятого армирования балки. Выполним все расчетные операции в табличной форме, см табл.7.

Построение эпюры материалов показано на рис.12. Длины эпюр моментов уменьшены на длину заанкеривания lан .

21

Рис.12. Эпюра материалов по фактическому армированию

4.5. Расчет второстепенной балки на действие поперечной силы по наклонному сечению. Этот расчет необходимо произвести по максимальному значению поперечной силы, которая действует по внутренней грани главной балки и на расстоянии не менее h0 от опоры

(п.3.30[3]), см. рис.13.

Рис.13. Определение расчетного значения Q

Проверяем условие Qрасч ≤ 0,3ϕ w1ϕ b1Rbbh0 – тем самым проверим, достаточны ли размеры поперечного сечения при принятом классе бетона В20 (Rb=11,5 МПа, Eb=27 103 МПа) и армировании поперечной

арматурой класса ВрI2 5 (Rsw=360 МПа, Esw=170 103 МПа) при шаге постановки стержней S=13,0 см. Определяем: ϕ w1 = 1+ 5α µ sw ≤ 1,3,

чительно больше Qрасч = 48,346 кН . Условие удовлетворяется – при-

нятые размеры поперечного сечения достаточны и разрушение бетона по наклонной полосе не произойдет.

более 0,5. В нашем случае ϕ f = 0,75 18 6 / 15 23 = 0,235 < 0,5. Величи-

на Mb = 2 1,235 0,90 (100) 15 232 =1763950,5 Н см. Приступаем к опре-

делению значения С. Для этого необходимо дополнительно иметь значение qsw по принятому поперечному армированию и величину q1 = = 18,326 кН/м = 183,26 Н/см. Определяем значение qsw = Rsw Asw / S = = 360 (100) 0,393 / 13 = 1088,31Н/см и 0,56 qsw = 609,45 Н/см. Согласно требованиям норм (п.3.32 [3]) при условии, если q1 = 18,326 кН/см <

С = 76,67 см. Величина поперечной силы, воспринимаемой бетоном,

Qb=1763950,5/76,67 = 23007,05 Н = 23,01 кН. Дальше определяем Qsw –

поперечную силу, которая воспринимается поперечной арматурой по

сумму Qb + Qsw = 23,01+ 43,82 = 66,83 кН больше Qрасч = 48,346 кН. Усло-

23

вие удовлетворяется, следовательно, прочность балки по наклонному сечению обеспечена.

В нашем расчете на действие Q принято положение, когда поперечная арматура установлена по требованиям норм, п.5.27 [2]. Этой арматуры оказалось достаточно, хотя она принята по минимальному расходу. В том случае, когда Qsw окажется недостаточным, потребуется увеличить диаметр хомутов и уменьшить их шаг, т.е. произвести определение количества поперечной арматуры расчетом. В этом случае необходимо произвести проверку по условию qsw ≥ Qb,min / 2h0 . Здесь

Qb,min = ϕ b3( 1+ ϕ f ) Rbt b h0 при ϕ b3 = 0,6 .

5. Расчет и конструирование сборного ригеля.

5.1. Некоторые особенности при проектировании сборных перекрытий. Сборные железобетонные перекрытия промышленных зданий состоят из панелей и ригелей, которые опираются на несущие наружные стены или колонны. В зависимости от сетки колонн панели и ригели могут быть с одинаковыми и неодинаковыми пролетами. Обычно расположение ригелей принимают таким, как располагались главные балки в монолитных ребристых перекрытиях. В других случаях выбор расположения ригелей производят по расходу бетона и арматуры на 1м2 перекрытия, располагая ригели вдоль или поперек здания. При этом необходимо учитывать количество монтажных элементов (плит и ригелей) на все перекрытие, количество типоразмеров и марок сборных элементов, вес монтажных единиц и потребное количество доборных изделий. Обычно продольное направление ригелей предпочтительно для жилых зданий, а поперечное – как повышающее пространственную жесткость, применимо для промышленных и общественных зданий. Компоновочная сетка принимается с размерами в модуле 20 см. В промышленном строительстве номинальная ширина панелей составляет 1500, 2000 и 3000 мм. В гражданском – от 800 до 2400 мм с шагом ширины 200 мм, длина панелей от 2,8 до 6,4 м с градацией через 40 см. Панели могут быть пустотными и ребристыми с расположением ребер вверху или снизу полки. Наибольшей несущей способностью обладают ребристые панели с ребрами внизу.

Ригель является основным элементом перекрытия и представляет

24

собой неразрезную балку. Сечение ригеля принимается прямоугольным или тавровым с полкой вверху или внизу. Лучшим решением является тавровое сечение с полкой внизу. Предварительные размеры сечения ригеля можно принять: по высоте h = (1/10÷ 1/15) l , по ширине

ребра (0,3 ÷ 0,4) h. Здесь l – пролет ригеля, равный расстоянию в осях между колоннами. При разности пролетов до 20% можно считать ригель как многопролетную балку с равными пролетами. При этом необходимо учитывать допускаемое наличие пластических деформаций, позволяющих перераспределить и выровнять изгибающие моменты, что позволит снизить расход арматуры на 20 – 30% в сравнении с расчетом по упругой схеме.

Нагрузку на ригель от панелей перекрытий принимают равномерно распределенной при плоских панелях и сосредоточенной при ребристых панелях с ребрами, расположенными вниз. В том случае, когда сосредоточенных сил в пролете более четырех, сосредоточенную нагрузку можно заменить на эквивалентную равномерно распределенную.

5.2. Геометрические размеры сечения ригеля и сбор нагрузок. Принимаем направление расположения ригелей вдоль здания, что соответствует расположению главных балок при монолитном исполнении перекрытия. В этом случае пролет l = 600 см и ригель будет представлять пятипролетную неразрезную балку.

Определение размеров:

Рис.14. Геометрические размеры и расчетная схема ригеля

25

Для того чтобы собрать нагрузки, которые действуют на ригель, и при этом не допустить ошибки, необходимо четко представить расчетную схему загружения, см. рис.15. Собираем нагрузки на 1 погонный метр длины ригеля.

Рис.15. Расчетная схема загружения ригеля

На полки ригеля передается нагрузка:

–от веса материала принятого ранее пола,

–от веса сборной панели перекрытия,

–от действия временной нагрузки.

Кроме того, необходимо учитывать ту часть нагрузки, которая передается по ширине ребра, и собственный погонный вес ригеля. Нагрузка от веса сборной панели принимается по приведенной толщине принятого типа сборной панели. Примем сборную панель – ребристую плиту с ребрами вниз высотой 300 мм под временную нагрузку в 8 кН/м2. В этом случае приведенная толщина сборной плиты 12 см.

27

5.3. Статический расчет ригеля как многопролетной балки производится по нескольким загружениям временной нагрузкой с тем, чтобы добиться отыскания максимальных положительных и отрицательных моментов. Для этого используем коэффициенты, приведенные в табл. 14.12 [4] для пятипролетной балки. Для отыскания максимальных положительных моментов загружение балки временной нагрузкой производим через пролет, а для отыскания максимальных отрицательных моментов загружение производим по двум смежным пролетам. При этом постоянная нагрузка действует всегда и на всех пролетах. Ниже приведена табл. 9 по отысканию максимальных моментов и поперечных сил. Определение моментов и поперечных сил произведем по трем пролетам – 1, 2, 3 ввиду симметричности балки. Определение моментов и поперечных сил производится путем умножения табличных коэффи-

циентов соответственно: M = ± ki q ( p) l2 и Q = ± η i q( p) l . В нашем при-

мере: q = 28,67 кН/м, l = 6 м, ql = 172,02 кН, ql2 = 1032,12 кН м;

p = 45,60 кН/м, l = 6 м, pl = 273,60 кН, pl2 = 1641,60 кНм.

Все вычисления приведены в табл. 9. Табличные коэффициенты для первого и последнего пролетов приведены без учета защемления балки на крайних опорах. Поэтому, если ригель опирается не на кирпичную стену при полном каркасе, необходимо произвести корректировку значений моментов, как это показано на рис.16, где пунктирной линией обозначены очертания эпюр моментов при свободном опирании балки на опоре А, а сплошной линией – скорректированные значения.

Продолжение табл.