2 Расчет и проектирование монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами

2.1. Компоновка конструктивной схемы перекрытия.

Требуется рассчитать и законструировать монолитное ребристое перекрытие с балочными плитами. Размеры здания в плане 18×60 м; сетка колонн 6×6 м. Полезная нагрузка составляет 10 кН/м­­² (см. рис. 2.1).

Принято поперечное расположение главных балок. Второстепенные балки размещены по осям колонн и в третях пролета балки.

Рис. 2.1. Конструктивная схема монолитного ребристого перекрытия с главными балками в поперечном направлении

2.2. Назначение размеров поперечного сечения элементов.

Для определения нагрузки от собственного веса элементов перекрытия их расчетных пролетов рекомендуется предварительно задаваться размерами поперечных сечений балок и плиты.

Высота сечения главной балки принимается равной (1/8÷1/15)L, ширина сечения b = (0,4÷0,5)h. Назначаем высоту сечения главных балок.

h_гл.б = 1/10 = 660/10 = 66см= 70

b_гл.б = h/2.5 = 70/2.5 ≈ 30см.

Высота сечения второстепенной балки принимается равной (1/12 ÷ 1/20)L, ширина сечения b = (0.3÷0.5)h.

h_вт.б = 1/15 = 520/20 =26см.=30

b_вт.б = h/2 = 30/2 = 15см.

Толщину плиты принимаем h_f = 60мм.

2.3. Данные для проектирования.

Для монолитного ребристого перекрытия с балочными плитами принимаем тяжелый бетон класса В20.

Расчетные сопротивления бетона:

R_b = 11.5 МПа.

R_bt = 0.9 МПа.

Модуль упругости бетона Е_б = 2,7×10⁴ МПа.

Учитывая коэффициент условия работы бетона γ_b2 = 0.9, имеем

R_b = 11.5×0.9 = 10.35 МПа.

R_bt = 0.9×0.9 = 0.81 МПа.

Для армирования плиты принимаем сварные сетки из арматурной проволоки класса Вр-I.

Расчетные сопротивления арматуры:

При Ø 5 Вр-I R_s = 360 МПа.

При Ø 4 Вр-I R_s = 365 МПа.

При Ø 3 Вр-I R_s = 375 МПа.

Для армирования второстепенных балок принимаем продольную рабочую арматуру класса А-III (R_sw = 260 МПа; E_s = 1.7×10⁵ МПа).

2.4. Расчет и конструирования плиты.

2.4.1. Определение расчетных пролетов и нагрузок.

Для средних пролетов, имеем:

L_y = L₀₂= L₁- b = 180-15= 165см.

Для крайних пролетов, имеем:

L₀₁ = L₁- b/2 – 20 + с/2 = 180-15/2 – 20 + 12/2 =159см.

В длинном направлении расчетный пролет плиты равен расстоянию между гранями главных балок.

L_х = L₂ – b_гл.б = 520 – 30 = 490см.

где L₂ – средний пролет плиты в осях главных балок; b_гл.б – ширина сечения главной балки.

Отношение пролетов L_х /L_у = 490/165 = 3.08> 2 т.е. плиту рассчитываем как балочную, работающую в коротком направлении.

Определение нагрузок на 1м² перекрытия таблица 2.1

Таблица 2.1

Нагрузка	Нормативная нагрузка кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка кН/м2
Постоянная(g) Собственный вес плиты δ=80мм; ρ=2500 кг/м3	2	1.1	2,2
Слой цементного раствора δ=20мм ρ=2200 кг/м3	0.44	1.3	0.56
Плиточный пол δ=15мм; ρ=2000 кг/м3	0.30	1.1	0.33
Временная (v)	7	1.2	8.4
Итого:	10.36		(g)=2,51 (v)=10.91

Полная расчетная нагрузка на 1м² плиты с учетом коэффициента надежности по назначении γ_n = 0.95 составляет:

q = g + v = (2,51+8.4)0.95 = 10.36кН/м

Для расчета плиты выделим полосу шириной 1м и выполним расчет плиты как многопролетной неразрезной балки прямоугольного сечения размерами

b×h_f = 100×6 см (см. рис.2.2).

Полная расчетная нагрузка на 1м² плиты составляет:

q = 10.36 кН/м² ×1м = 10.36кН/м.

Рис.2.2. Расчетная схема монолитной балочной плиты.