2015-06-04
2882РАЗДЕЛ III
3.1 Исходные данные
Проектируемое здание представляет собой 17-этажное монолитное железобетонное каркасное, с техническим этажом на отм. +47.600.
Жёсткость и пространственная устойчивость здания в целом обеспечивается наличием массивной фундаментной плиты, каркасом из монолитного железобетона, в том числе рамностью узлов (совместной работой несущих конструкций здания) в обоих направлениях, дисками перекрытий и покрытий, стенами лестнично-лифтовых блоков, которые являются вертикальными диафрагмами жёсткости (ядром жёсткости), а также жёстким сопряжением стен каркаса подвальной части с фундаментной плитой.
Верхняя отметка здания 49,4 (52,1) м. Размеры здания в осях 32,4´13,2 м.
Монолитные железобетонные конструкции здания представлены:
- стены ЛЛУ, толщиной 300 мм;
- плиты перекрытия толщиной 200 мм, покрытия - 200 мм;
- лестничные марши сборные;
- фундамент здания представляет собой монолитную железобетонную плиту, толщиной 1,0 м. Глубина заложения фундамента – 3,6 м. Отметка пола подвала - 2,5 м.
|
|
|
Все монолитные железобетонные вертикальные конструкции (стены) выполнены из бетона класса В25, с расчетным сопротивлением сжатию 
, растяжению – 
согл. табл.5.2 [3], с начальным модулем упругости бетона естественного твердения при сжатии и растяжении 
согл. табл.5.4 [3].
Все монолитные железобетонные горизонтальные конструкции (плиты перекрытия, покрытия) выполнены из бетона класса В25, с расчетным сопротивлением сжатию , при растяжению – , с начальным модулем упругости бетона естественного твердения при сжатии и растяжении .
Фундаментная плита выполнена из бетона класса В25, с расчетным сопротивлением сжатию , растяжению – , начальным модулем упругости .
Все значения прочностных характеристик бетона, входящие в расчётные зависимости принимаем с учётом коэф. условий работы 
согл. п. 5.1.10 а) [3].
Продольная рабочая арматура всех монолитных железобетонных конструкций (стен, колонн, плит перекрытия, фундаментной плиты) класса A500С, с расчетным сопротивлением растяжению, сжатию 
; поперечная арматура класса В500С с расчетным сопротивлением 
, согл. табл.5.8 [3]. Значение модуля упругости арматуры 
, согл. п. 5.2.10 [3].
Район строительства (г. Ростов), находится: в IV снеговом районе (карта 1 прил.5 [1]) с расчетным значением давления снегового покрова 
; I ветровом районе (карта 3 прил.5 [1]) с нормативным значением ветрового давления 
, при типе местности В.
3.2 Данные при проведении расчёта перекрытия типового этажа
3.2.1 Основные положения расчета перекрытия типового этажа
Расчет конструкций выполнен в соответствии со строительными нормами и правилами:
|
|
|
1. СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия".
2. СП 52-103-2007 "Железобетонные монолитные конструкции здания".
3. СП 52-101-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры"
В расчетах использованы также:
4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003).
5. Пособие по проектированию жилых зданий. Выпуск 3. Конструкции жилых зданий. М., 1989.
Для компьютерных расчетов использован программный комплекс ЛИРА (ЛИР-ВИЗОР, ЛИР-АРМ). Расчет поперечных диафрагм (внутренних стен) про-водился в предположении неизменяемости (из-за большой жесткости) подземной части здания.
3.2.2 Сбор нагрузок на перекрытие типового этажа
Сбор нагрузок приведён в табл. 3.1 – 3.9.
Коэффициент надёжности по ответственности здания принят согласно[1] 
.
Таблица 3.1
Нагрузки на 1 м2 перекрытия жилых помещений
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, 
|  - коэф. надёжности по нагрузке
| Рассчётная нагрузка,
|
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| ПОСТОЯННАЯ | |||
| Полы | 0,231 | 1,3 | 0,3 |
Монолитная плита перекрытия,  , 
| 2,5∙0,2=0,5 | 1,1 | 0,55 |
Итого постоянная нагрузка 
| 0,731 | 1,163 | 0,85 |
| ВРЕМЕННАЯ | |||
Полезная, в т. ч. длительно действующая  (0,105 т/м2) и кратковременная  согл. [1]
| 0,3 (0,105) | 1,2 | 0,36 (0,126) |
| Перегородки (приведённая нагрузка, длительная, временная) | 0,05 | 1,3 | 0,065 |
Итого временная нагрузка 
| 0,35 | 1,214 | 0,425 |
Итого полная нагрузка 
| 1,081 | 1,179 | 1,275 |
3.2.3 Подбор арматуры плиты перекрытия.
Рассчитывается монолитная плита перекрытия для типового этажа (выбран этаж верхней трети здания - 6 этаж) толщиной 200 мм (описание и материалы см. в исходных данных).
Железобетонная плита армируется у нижней и верхней граней плиты по направлениям OX и OY (погонная площадь Ax-н, Ax-в, Ay-н, Ay-в) с учетом действия изгибающих и крутящего моментов Mx, My, Mxy, а также перерезывающих сил Qx, Qy. Усилия определены на один погонный метр в срединной поверхности плиты в центре тяжести конечного элемента.
Подбор площади сечения арматуры осуществляется по направлениям X и Y из условий прочности и обеспечения минимума суммарного расхода арматуры. Исходя из максимальных усилий, действующих в направлениях местных осей, вычисляются максимальные площади сечения арматуры в одном направлении как для изгибаемого элемента. Проверяются условия прочности и, в случае необходимости, площадь сечения арматуры увеличивается. Полученные площади принимаются в качестве начального приближения. Далее:
- назначается шаг стержней d по площади арматуры (25% от максимальной из начальных площадей);
- проверяются условия прочности для всех расчетных сочетаний усилий;
- процесс прекращается при d < 10% от начального значения. При этом точность подбора минимального сечения арматуры составляет 2-3% от начального приближения.
Далее выполняется расчет по образованию трещин. При необходимости площадь сечения арматуры увеличивается.
Результаты расчета плиты перекрытия на отм. +16.800:
- изополя перемещений вдоль оси OZ (прогибы) - рис. 3.1;
- изополя изгибающих моментов Mx (вдоль буквенных осей) - рис. 3.2;
- изополя распределения изгибающих моментов My - рис. 3.3;
- изополя площади нижней арматуры вдоль оси X от - рис. 3.4;
- изополя площади верхней арматуры вдоль оси X - рис. 3.5;
- изополя площади нижней арматуры вдоль оси Y - рис. 3.6;
- изополя площади верхней арматуры вдоль оси Y - рис. 3.7;
Рис. 3.1 – 3D вид расчетной схемы
Рис. 3.2 – Расчетная схема в ПК ЛИРА 9.6 R9
Рис. 3.3 – Деформированная модель расчетной схемы здания
Плита перекрытия на отм. +16.800
Рис. 3.4 - Изополя перемещений вдоль оси OZ (прогибы) от нормативных нагрузок, мм
Плита перекрытия на отм. +16.800
Рис. 3.5 - Изополя изгибающих моментов Mx от расчетных нагрузок, т∙м/м
|
|
|
Плита перекрытия на отм. +16.800
Рис. 3.6 - Изополя изгибающих моментов My от расчетных нагрузок, т∙м/м
Плита перекрытия на отм. +16.800
Рис. 3.7 - Изополя поперечных сил Qxот расчетных нагрузок, т/м
Плита перекрытия на отм. +16.800
Рис. 3.8 - Изополя поперечных сил Qyот расчетных нагрузок, т/м
Плита перекрытия на отм. +16.800
Рис. 3.9 - Изополя площади нижней арматуры вдоль оси X (вдоль буквенных осей), см2/м
Плита перекрытия на отм. +16.800
Рис. 3.10 - Изополя площади верхней арматуры вдоль оси X (вдоль буквенных осей), см2/м
Плита перекрытия на отм. +16.800
Рис. 3.11 - Изополя площади нижней арматуры вдоль оси Y (вдоль числовых осей), см2/м
Плита перекрытия на отм. +16.800
Рис. 3.12 - Изополя площади верхней арматуры вдоль оси Y (вдоль числовых осей), см2/м
3.3 Анализ результатов расчета
3.3.1 Анализ результатов расчёты монолитной плиты перекрытия
По результатам расчета плиты перекрытия (см. рис. 3.1 – рис. 3.7) подбирается ее армирование.
1. Верхнее армирование:
Расчетное армирование плиты в пролете в направлении оси ОY (вдоль числовых осей) – 
. Подбираем фоновую арматуру Æ10A500С с шагом 
. Фактическая площадь арматуры равна 
.
Расчетное армирование плиты в пролете в направлении оси ОX (вдоль буквенных осей) – 
. Подбираем фоновую арматуру Æ10A500С с шагом . Фактическая площадь арматуры равна .
Расчетное армирование плиты в приопорных зонах в направлении оси ОХ (вдоль буквенных осей) – 
. Устанавливаем дополнительно Æ10A500С с шагом . Фактическая площадь арматуры равна 
.
Расчетное армирование плиты в приопорных зонах в направлении оси ОY (вдоль числовых осей) – . Устанавливаем дополнительно Æ10A500С с шагом . Фактическая площадь арматуры равна .
2. Нижнее армирование:
Расчетное армирование плиты в направлении оси ОY (вдоль числовых осей)– . Подбираем фоновую арматуру Æ10A500С с шагом . Фактическая площадь арматуры равна .
Расчетное армирование плиты в направлении оси ОX (вдоль буквенных осей) – . Подбираем фоновую арматуру Æ10 A500С с шагом . Фактическая площадь арматуры равна 
.
|
|
|
Расчетное армирование плиты в зонах дополнительного армирования в направлении оси ОY (вдоль числовых осей)– . Устанавливаем дополнительно Æ10A500С с шагом . Фактическая площадь арматуры равна .
Расчетное армирование плиты в зонах дополнительного армирования в направлении оси ОX (вдоль буквенных осей)– 
. Устанавливаем дополнительно Æ10A500С с шагом . Фактическая площадь арматуры равна .
3.3.2 Перепуски и анкеровка арматуры перекрытия
Подбор значений перепусков и анкеровки установленной арматуры перекрытия выполнен с использованием стандартных таблиц и графиков в зависимости от вида бетона и класса и диаметра арматуры. Полученные значения приведены в примечаниях графической части.
3.3.3 Расчёт плиты перекрытия по деформациям
Вертикальные перемещения f(qn,lon) от действия длительной части нормативной нагрузки был произведён в ПК ЛИРА 9.6 (R9). Максимальный прогиб составил 11,2 мм и не превышает допустимую величину (см. рис. 3.1).
Предельный прогиб по п. 2 табл. 19 [1] и прил. Е2 п. Е.2.1 табл. Е.1 п.2 при пролёте, равном расстоянию между опорами по диагонали 
составляет:
.
1. СП 20.13330.2011 СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия. (Актуализированная редакция)
2. СП 52-103-2007 "Железобетонные монолитные конструкции здания".
3. СП 52-101-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры"
В расчетах использованы также:
4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003).
5. Пособие по проектированию жилых зданий. Выпуск 3. Конструкции жилых зданий. М., 1989.
