Розрахунок та конструювання монолітної балочної плити

 

Розрахунок починається з призначення попередніх розмірів елементів перекриття, який базується на досвіді проектування. Висоту головних балок рекомендується приймати

 де  - проліт головної балки.

Ширина ребра головної балки

Висота другорядної балки (рис.2)

де  - проліт другорядної балки.

Ширина ребра другорядної балки

Рис.2 Визначення розрахункових прольотів плити

 

Висоту поперечного перерізу плити (товщину плити) h_пл назначають в залежності від величини прольоту та корисного навантаження, користуючись дод.11. При цьому h_пл  , як правило знаходиться в 60…100 мм (кратне 10 мм). Кратність розмірів поперечного перерізу елементів, залежить від величини розміру – при розмірі до 100 мм кратність приймається 10 мм, від 100…200 мм – 20 мм або 5о мм, від 200…500 – 50 мм або 100 мм, при розмірах більш ніж 500 мм кратність приймається 100 мм.

Для розрахунку плити умовно вирізається смуга шириною 1 м (див. рис 1), оскільки відношення довжини опертя плити на другорядну балку до довжини опертя плити на головну балку перевищує 2,5 то має балкову нерозрізну схему і розраховується як нерозрізна п’яти прольотна балка (при кількості прольотів більше п’яти). Її опарами слугують другорядні балки.

Крайні розрахунковий проліт плити визначають з урахуванням довжини опертя плити на стіну с=120 мм.

Де l₁ – величина крайнього прольоту в осях, а – прив’язка внутрішньої грані стіни до осі (а =200 мм). 

Середній розрахунковий визначають, як відстань між ребрами другорядних балок (рис 2). 

 

Де l₂ – величина середнього прольоту в осях.

Для розрахунку плити необхідно зібрати діючі навантаження та впливи що діють на розрахункову схему при цьому визначити; - розрахункову ситуацію (стала, перехідна, аварійна), - клас наслідків за відповідальністю будівлі (СС-3, СС-2,СС-1), - категорії відповідальності конструкцій (А.Б,В) та визначити відповідні коефіцієнти надійності по навантаженню та за призначенням будівлі відповідно до діючих нормативів ДБН В.1.2-2-2006. Навантаження і впливи. Норми проектування. -К., МІНБУД УКРАЇНИ, 2006.

 ДБН В.1.2-14-2009. Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель, споруд будівельних конструкцій та основ. -К., МІНРЕГІОНБУД УКРАЇНИ, 2009. При цьому приймаємо для промислової багатоповерхової будівлі до розрахунку сталу ситуацію (стадія експлуатації) та категорію відповідальності конструкції – Б.

       Збір навантаження зручно вести в табличній формі (табл 1).

Таблиця 1

 

Навантаження на 1м² монолітної залізобетонної плити перекриття

Навантаження	Нормативне навантажен- ня,КПа	Коефіцієнт надійності по навантаженню γf	Коефіцієнт надійності за призначенням γn	Розрахункове навантажен- ня,КПа
Постійне g Вага підлоги (див.дод.5) Вага з/б плити hпл·ρ·q·1·1	gn1 gn2	1,1…1.3 1,1	0,95…1,25 0,95…1,25	g1 g2
Разом	gn	-	-	g
Тимчасове (корисне) v	vn	1,2, 1,3	0,95…1,25	v
Всього	gn + vn	-	-	g + v

Де: ρ=2,5т/м³– щільність важкого залізобетону, q =9,81 –сила земного тяжіння, для постійних навантажень γ_{f =} 1,1 при щільності матеріалу ≥ 1,8т/м³ та γ_{f =} 1,3 при щільності матеріалу < 1,8т/м³ для тимчасових навантажень γ_{f =} 1,2 при v_n ≥ 2,0т/м² та γ_{f =} 1,3 при v_n <2,0т/м². значення  γ_n наведено в додатку 12.

 Визначення розрахункових згинаючих моментів виконують до вісі симетрії тобто на 2…3 прольотах.

В крайньому прольоті

 

В середніх прольотах:

На грані першої проміжної опори В при безперервному армуванні зварними рулонними сітками та в’язаними сітками з відгинами:

На грані першої проміжної опори В при роздільному армуванні зварними плоскими сітками з поперечною робочою арматурою та в’язаними сітками без відгинів:

Де l₀ – більший із суміжних розрахункових прольотів.

В середніх прольотах та на опорах С, D, E і т.д. незалежно від способу армування плити

Розрахункова схема та епюра згинальних моментів в плиті наведена на рис 3.

 

Рис.3 Розрахункова схема та епюра згинальних моментів

Для визначення площі поперечного перерізу робочої арматури визначають параметри перерізу балкової плити та розрахункові опори бетону f_cd  (дод.1) і арматури f_yd  (дод.2). В залежності від класу бетону на стиск (С8/10, С 12/15, С16/20, С20/25…С50/60 згідно ДБН В 2.6-98) та класу арматури на розтяг; дротяної Вр-1 по ГОСТ 7348 (СТ СЕВ 5728), арматурного прокату А240 С, А400 С, А500 С згідно з ДСТУ 3760 та гарячекатаної арматура А-III (А400) згідно з ГОСТ 5781, сталь для армування бетону В 500 згідно з ДСТУ ENV 10080 дод. 1…3. Де f_cd – розрахункове значення міцності бетону на стиск а f_yd - розрахункове значення міцності арматури на границі текучості. Мінімальний клас бетону для залізобетонних конструкцій при звичайній арматурі становить С12/15.

Попередньо прийняту товщину плити уточнюємо по найбільшому згинальному моменту. Для цього визначаємо робочу висоту d поперечного перерізу плити.

 

де  - максимальний згинальний момент, H∙м;

- коефіцієнт, який визначається по формулі:

або за дод. 6 в залежності від коефіцієнта ξ, величина якого приймається для плит ξ=0,1…0,15; b=1 м – розрахункова смуга плити.

Тоді необхідна висота плити

h=d+a;

де а=12…15 мм – відстань від низу плити до центра ваги робочої арматури. Величину h приймають кратною 10 мм.

Тоді

d=h-a

Далі визначаємо площі поперечного перерізу робочої арматури (смуга І) для кожного характерного перерізу плити.

Переріз І-І в першому прольоті

Визначаємо коефіцієнт за формулою

По значенню визначаємо коефіцієнт ζ за дод.6 Тоді площа поперечного перерізу робочої арматури

Переріз ІІІ-ІІІ біля опори В

.

Переріз ІІ-ІІ в другому прольоті та переріз IV-IV біля опори C

/

У плитах, обрамлених по всьому контуру  балками (смуга ІІ), згинальні моменти в середніх прольотах і на середніх опорах зменшуються на 20 % внаслідок виникнення розпору.

Тоді

.

Конструювання зварювальних сіток виконують у відповідності ГОСТ 8478-81

«Сетки сварные для железебетонных конструкций»  умовні позначення марки сітки

,

Де D- діаметр та клас поздовжніх стержнів;v – крок поздовжніх стержнів; d – діаметр та поперечних стержнів; u – крок поперечних стержнів; А – ширина сітки; L – довжина сітки.

Діаметр робочих стержнів в сітках з поздовжньою робочою арматурою приймається 3; 4; 5 мм класу Вр. Діаметри робочих стержнів в сітках з поперечного робочою арматурою приймають не більше 10 мм. Ширина сіток А не повина перевищувати 3800 мм. Крок поздовжніх стержнів v  повинен бути кратним 50 мм, не більше 500 мм та не менше 100 мм. Крок поперечних стержнів u  повинен бути кратним 25 мм, не більше 400 мм та не менше 50 мм.