Расчет прочности ребристой плиты перекрытия по I и II группам предельных состояний. Назначение расчётных и нормативных характеристик арматуры и бетона

Предварительное назначение размеров железобетонных элементов подземного здания

Размеры элементов при конструировании, как правило, задаются на основе предыдущего объемного опыта конструирования

1) колонны: сборные сплошные, прямоугольного сечения

600*400 мм ( * )

2) ригель: сборные прямоугольного сечения, с опиранием плит по верху ригелей

Высоту ригеля h рекомендуется принимать (1/8 … 1/20) пролёта ℓ

Принимаем

 

h = (1/10)*6 = 0,6 м = 60 см

 

Ширину ригеля b рекомендуется принимать (1/2 … 1/3) высоты ригеля h

Принимаем

 

b= Ѕ * h = Ѕ * 0,6 = 0,3 м = 30 см

 

3) ребристая плита перекрытия: сборные ребристые с ненапрягаемой стержневой

рабочей арматурой.

Ширина плиты принимается по осям bf = 1200 мм, высоту h ребристой плиты принимаем 1/20 ℓ1- шаг колонны, ℓ1 = 6м, тогда h=30см

Толщина полки плиты 4см,

bf - ширина плиты без учёта запаса 1180мм

 

 

Расчет прочности ребристой плиты перекрытия по I и II группам предельных состояний. Назначение расчётных и нормативных характеристик арматуры и бетона

 

Для бетона класса В20 нормативное значение сопротивления сжатию R_b,n и расчётное сопротивление сжатию R_b равны:

R_b,n = 15,0МПа; R_b = 11,5МПа

 

 – коэффициент надёжности по бетону при сжатии 1,3.

Нормативное сопротивление определяется на основе фактических результатов испытаний, с учётом статистической изменчивости свойств.

При расчёте по предельным состояниям от предельных состояний уходят искусственно завышая нагрузки и искусственно занижая прочность материалов.

Расчётное сопротивление бетона на осевое растяжение

 

 

 - расчетное сопротивление арматуры осевому растяжению для класса стали А400.

 – модуль упругости для арматуры.

 

Сбор вертикальных нагрузок

Вид нагрузки	Нормативная, н/мІ	Коэффициент надежности г	Расчетная, н/мІ
Постоянная:
1) собственный вес плиты	2500	1,1	2750
2) керамическая плитка h=13 мм	240	1,1	264
3) цементно-песчаный раствор h=20 мм	440	1,3	572
Временная:	5500	1,2	6600
1) кратковременная	1833,33	1,2	2199,996
2) длительнодействующая	3666,67	1,2	4400,004
Полная нагрузка	8680		10186

 

Плита рассчитывается как балка, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой.

 

ℓс = ℓ1 - ∆ - 0,14 = 6 – 0,16 = 5,84 м

 

∆ =2 см = 0,02 м – ширина монтажного зазора между плитами (в стыках)

ℓс – длина расчетного пролета плиты

 

 

Расчет арматуры ребер плиты.

 

 = h – a – d/2 = 30 – 2 – 1 = 27 см

 

- рабочая высота сечения,

h – высота плиты, h=30 см

а – толщина защитного слоя бетона, a = 20 мм = 2см

d – диаметр арматуры, d = 20 мм = 2 см

(Принимаем d = 20 мм согласно предыдущему опыту a > d, a = 20мм)

 

 

 – усилие в растянутой арматуре.

 

;  - для арматуры А400

 

При расчете арматуры ребер плиты сечение плиты проводят к эквивалентному тавровому, соединив два продольных ребра. Полка тавра находится в сжатой зоне, а в растянутой, откуда максимально удален бетон, находится рабочая арматура.

 

 

М – момент, возникающей в ребре плиты

 - ширина плиты,  = 115 см

 

 

Следовательно при сохранении этого условия сжатая арматура по расчёту не требуется.

 

 

Аs – требуемая площадь сечения арматуры

Принимаем два стержня арматуры диаметром = 20мм и площадью = 6,28см² (Пр.5, с.402(1))

 

Расчет колонны

 

Определение нагрузок на колонну.

А грузовая площадь =

 

G₁= P*A = 734,4kH – вес пригруза

G₂= 17*Н*А = 17*3*43,2 = 2203,2кН

G₃ = 0,4*0,6*6,6*3*25=118,8кН – собственный вес колонны

G₄ = 3*43,2*10,186 = 1320,11кН – вес перекрытий с полезной нагрузкой

G₅ = 0,6*0,3*3*7,2*25 = 97,2кН – вес ригелей

N = G₁ + G₂ + G₃ + G₄ + G₅ = 4473,71kH

 

Расчёт прочности колонны, как сжатого элемента

Все сжатые элементы в строительстве работают на внецентренное сжатие, так требуется расчёт рамы с жесткими узлами. Расчёт мы упрощаем, и считаем колонну как центрально-сжатый элемент.

R_sc для А400 = 355МПа

 

Окончательно принимаем 10 стержней арматуры диаметром 18мм и площадью 25,4см²

Толщина защитного слоя 20мм. Диаметр поперечной арматуры(хомутов) 6мм.

Шаг продольной арматуры принимаем из условия от 15d и не более 500мм. Окончательно примем шаг продольной арматуры 250мм.

 

 

Рассчитываем площадь консоли.

 

 

Фактическая l=25 больше расчётной l=8, условие выполняется.

 - условие выполнено

 

Предварительное назначение размеров железобетонных элементов подземного здания

Размеры элементов при конструировании, как правило, задаются на основе предыдущего объемного опыта конструирования

1) колонны: сборные сплошные, прямоугольного сечения

600*400 мм ( * )

2) ригель: сборные прямоугольного сечения, с опиранием плит по верху ригелей

Высоту ригеля h рекомендуется принимать (1/8 … 1/20) пролёта ℓ

Принимаем

 

h = (1/10)*6 = 0,6 м = 60 см

 

Ширину ригеля b рекомендуется принимать (1/2 … 1/3) высоты ригеля h

Принимаем

 

b= Ѕ * h = Ѕ * 0,6 = 0,3 м = 30 см

 

3) ребристая плита перекрытия: сборные ребристые с ненапрягаемой стержневой

рабочей арматурой.

Ширина плиты принимается по осям bf = 1200 мм, высоту h ребристой плиты принимаем 1/20 ℓ1- шаг колонны, ℓ1 = 6м, тогда h=30см

Толщина полки плиты 4см,

bf - ширина плиты без учёта запаса 1180мм

 

 

Расчет прочности ребристой плиты перекрытия по I и II группам предельных состояний. Назначение расчётных и нормативных характеристик арматуры и бетона

 

Для бетона класса В20 нормативное значение сопротивления сжатию R_b,n и расчётное сопротивление сжатию R_b равны:

R_b,n = 15,0МПа; R_b = 11,5МПа

 

 – коэффициент надёжности по бетону при сжатии 1,3.

Нормативное сопротивление определяется на основе фактических результатов испытаний, с учётом статистической изменчивости свойств.

При расчёте по предельным состояниям от предельных состояний уходят искусственно завышая нагрузки и искусственно занижая прочность материалов.

Расчётное сопротивление бетона на осевое растяжение

 

 

 - расчетное сопротивление арматуры осевому растяжению для класса стали А400.

 – модуль упругости для арматуры.

 

Сбор вертикальных нагрузок

Вид нагрузки	Нормативная, н/мІ	Коэффициент надежности г	Расчетная, н/мІ
Постоянная:
1) собственный вес плиты	2500	1,1	2750
2) керамическая плитка h=13 мм	240	1,1	264
3) цементно-песчаный раствор h=20 мм	440	1,3	572
Временная:	5500	1,2	6600
1) кратковременная	1833,33	1,2	2199,996
2) длительнодействующая	3666,67	1,2	4400,004
Полная нагрузка	8680		10186

 

Плита рассчитывается как балка, нагруженная равномерно распределенной нагрузкой.

 

ℓс = ℓ1 - ∆ - 0,14 = 6 – 0,16 = 5,84 м

 

∆ =2 см = 0,02 м – ширина монтажного зазора между плитами (в стыках)

ℓс – длина расчетного пролета плиты

 

 

Расчет арматуры ребер плиты.

 

 = h – a – d/2 = 30 – 2 – 1 = 27 см

 

- рабочая высота сечения,

h – высота плиты, h=30 см

а – толщина защитного слоя бетона, a = 20 мм = 2см

d – диаметр арматуры, d = 20 мм = 2 см

(Принимаем d = 20 мм согласно предыдущему опыту a > d, a = 20мм)

 

 

 – усилие в растянутой арматуре.

 

;  - для арматуры А400

 

При расчете арматуры ребер плиты сечение плиты проводят к эквивалентному тавровому, соединив два продольных ребра. Полка тавра находится в сжатой зоне, а в растянутой, откуда максимально удален бетон, находится рабочая арматура.

 

 

М – момент, возникающей в ребре плиты

 - ширина плиты,  = 115 см

 

 

Следовательно при сохранении этого условия сжатая арматура по расчёту не требуется.

 

 

Аs – требуемая площадь сечения арматуры

Принимаем два стержня арматуры диаметром = 20мм и площадью = 6,28см² (Пр.5, с.402(1))