Необходимо
подсчитать расход бетона на все здание.
Общее
количество бетона:
Схема №2.
Главные балки располагаются поперек здания.
Заданы
следующие величины:
4.
Пролет
главных балок:
5.
Пролет
второстепенных балок:
6.
Пролет
плиты:
Находим:
1.
Высота
главных балок:
Принимаем
2.
Ширина
главных балок:
Принимаем
Высота и
ширина главных балок:
3.
Высота
второстепенных балок:
Принимаем
4.
Ширина
второстепенных балок:
Принимаем
Высота и
ширина второстепенных балок:
5.
Высота
плиты: (по методическим указаниям).
Необходимо
подсчитать расход бетона на все здание.
Общее
количество бетона:
Вывод: в дальнейшем будем
рассматривать 2 схему, т. к. для ее реализации требуется меньшее
количество бетона.
2. Расчет
монолитной плиты
2.1 Сбор
нагрузок на 1 м2 плиты
Таблица 1
№ п/п
Вид нагрузки
Нормативная нагрузка
Коэффициент надежности
по нагрузке,
Расчетная нагрузка
I
Постоянная нагрузка
1)
Конструкция пола:
Линолеум ,
Цементно-песчаная
стяжка
,
0,0286
0,54
1,2
1,3
0,03432
0,702
2)
Собственный вес плиты
,
1,75
1,1
1,925
II
Временная нагрузка
4,1
1,2
4,92
Итого
6,42
-
7,581
Расчет
монолитной плиты производим по выделенной полосе шириной 1 метр, расположенной вдоль короткой стороны плиты (перпендикулярно второстепенным балкам), т.е.
плита рассчитывается как неразрезная балка с шириной сечения 1 метр. Расчетная схема плиты перекрытия приведена на рисунке 3.
;
;
.
2.2
Расчетное сечение плиты
Для
армирования плиты перекрытия принимаем сварные рулонные сетки из арматуры
класса В500 (Rs = 41,5 кН/см2). Класс бетона плиты перекрытия
принимаем В15 (Rb =0,85 кН/см2).
Рис. 4.
Расчетное сечение
Определим
рабочую высоту сечения:
,
где а=25 – защитный
слой бетона,
d=6 мм – предварительный
диаметр арматуры.
2.3 Подбор
арматуры в среднем пролете
Площадь
рабочей (продольной) арматуры в среднем пролете:
По сортаменту
подбираем диаметр и количество стержней рабочей арматуры. Принимаем сетку с
продольной рабочей арматурой: 6 стержней диаметром 5 мм, As = 118 мм2.
Шаг стержней 160 мм. Поперечные стержни подбираем конструктивно: стержни
арматуры В500 диаметром 3 мм с шагом 300 мм.
2.4 Подбор
арматуры в крайнем пролете
Площадь
рабочей арматуры в крайнем пролете:
Из сортамента
подбираем диаметр и количество стержней арматуры. Принимаем сетку с поперечной
рабочей арматурой: 5 стержней диаметром 3 мм, Asпр = 0,35 см2.
Шаг стержней 200 мм. Принимаем:
3. Расчет
второстепенной балки
Второстепенная
балка рассматривается как многопролетная неразрезная балка, загруженная
равномерно распределенной нагрузкой.
Сбор нагрузок
на второстепенную балку:
1.
Постоянная
нагрузка
·
Вес
пола и вес монолитной плиты: , где 2 м –
расстояние между второстепенными балками в осях.
·
Собственный
вес второстепенной балки: .
2.
Временная
нагрузка
.
Итого: расчетная нагрузка .
Для
промежуточных значений моменты будем находить по следующим формулам:
,
.
х/l
Для крайнего пролета
М+
М-
Для среднего пролета
М+
М-
α1
β1
β2
α1
β1
β2
0
0
0
0
0
0
-0,063
-0,063
-0,063
-51,45
-51,45
0,1
0,038
0,038
0,011
31,06
18,04
-0,017
-0,017
-0,045
-14,08
-27,58
0,2
0,066
0,066
0,018
41,75
30,73
0,018
0,018
-0,03
14,56
-8,59
0,3
0,084
0,084
0,021
68,92
38,55
0,043
0,043
-0,02
35,43
5,06
0,4
0,091
0,091
0,019
74,75
40,03
0,058
0,058
-0,015
47,57
18,87
0,5
0,089
0,089
0,014
72,80
36,64
0,063
0,063
-0,012
51,45
15,28
0,6
0,077
0,077
0,005
63,10
28,38
0,058
0,058
-0,015
47,57
18,87
0,7
0,055
0,055
-0,008
45,14
14,76
0,043
0,043
-0,02
35,43
5,06
0,8
0,023
0,023
-0,025
18,93
-4,21
0,018
0,018
-0,03
14,56
-8,59
0,9
-0,02
-0,019
-0,046
-16,0
-29,04
-0,017
-0,017
-0,045
-14,08
-27,58
Значения
поперечной силы на опорах равны:
,
,
.
3.1Подбор
арматуры в крайнем пролете
Класс бетона
В15, . Класс арматуры А – 400, защитный слой
бетона . Принимаем . Тогда:
,
, .
Тогда: . Принимаем: .
,
где , , ,
.
.
- нейтральная ось
проходит в полке, следовательно, сечение рассматривается как прямоугольное
шириной .
,
Площадь
арматуры:
.
( – арматура класса А-400).
Принимаем
диаметр стержней 14 мм, их количество 4 штуки.
3.2 Подбор
арматуры в среднем пролете
,
Площадь
арматуры:
.
( – арматура класса А-400).
Принимаем
диаметр стержней 18 мм, их количество 2 штуки: ()
– 2&18А400.
3.3Подбор
арматуры на опоре
На опоре
балка армируется двумя сетками. Растянутая полка в расчете не учитывается, рассматривается
прямоугольное сечение . Принимаем арматуру класса В500, . При назначении рабочей высоты сечения
необходимо учесть, что над этими сетками должны располагаться арматурные сетки
плиты перекрытия. Тогда:
, задаемся , .
,
Площадь
арматуры:
.
( – арматура класса В-500).
Принимаем
диаметр стержней 8 мм, их количество 9 штук
() – 9&8В500 – количество
стержней в двух сетках.
Сетки
устанавливаются на ширине . Шаг сеток , где -
количество стержней. . Сетки раскатываются поперек
второстепенной балки, рабочая арматура поперечная. Продольная арматура
принимается конструктивно.
С3: ().
3.4 Подбор
верхней арматуры в пролете
Крайний
пролет
,
,
,
.
Средний
пролет
,
.
Т.к. на
расстоянии 1/3L
момент ни в крайнем, ни в среднем пролете не лежит выше нулевой линии, то расчет
на подбор верхней арматуры в пролете не нужен. Верхняя арматура в пролете
назначается конструктивно: 2&8А400.
3.5 Расчет
второстепенной балки на поперечную силу
Определяется
необходимость постановки хомутов:
. Класс бетона В15, – расчетное сопротивление бетона растяжению.
, т. к. , то хомуты устанавливают по расчету.
Расчет производится
из условия:
,
где - поперечное усилие, воспринимаемое бетоном,
кН,
- момент, воспринимаемый
бетоном, кН*м,
- длина проекции наиболее
опасного сечения на продольную ось элемента, м, где – полная
расчетная нагрузка, действующая на балку,
– поперечное усилие,
воспринимаемое хомутами, кН,
– усилие в хомутах на
единицу длины элемента, кН/м.
Примем
диаметр поперечных стержней 10 мм, класс арматуры А400, . Площадь сечения хомутов равна: .