Исходные данные для проектирования. Конструктивная схема здания – неполный железобетонный каркас

Конструктивная схема здания – неполный железобетонный каркас.

Размеры здания в плане (в свету): ширина В = 18,6 м, длина L = 32,4 м.

Временная (технологическая) нормативная нагрузка на перекрытие v_n = 7,5 кПа.

Постоянная нормативная нагрузка от веса конструкций пола - 0,3 кПа.

Наружные стены здания – кирпичная кладка толщиной 510 мм.

Материалы для перекрытия: бетон тяжелый В25, арматура В500 (Вр-1) для сеток и А400 (А-III) для балок.

Коэффициент надежности по назначению здания g_n = 0,95 [1]

КОМПАНОВКА КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ ПЕРЕКРЫТИЯ

Главные балки располагаем перпендикулярно длинной стороне здания. Конструктивная схема перекрытия приведена на рис. 1.

Определяем количество пролетов плиты. Ширина здания (в свету), выраженная в пролетах плит: В = 2 l _пл^кр + (n_пл - 2) l _пл^ср, (1)

где l _пл^кр – крайний осевой пролет плиты, предварительно равный 0,8 l _пл^ср;

l _пл^ср – средний осевой пролет плиты.

Количество пролетов плиты n_пл = B / l _пл^рек = 18,6 / 2,5 = 7,44, где l _пл^рек = 2,5 м. Рекомендуемые пролеты плиты подбирают в зависимости от полезной нагрузки по графику (рис. 2). Количество пролетов округляем в большую сторону так, чтобы полученное число было кратно 3. Принимаем n _пл = 9.

Рис. 1. Конструктивная схема перекрытия

Рис. 2. Графики рекомендуемых пролетов плиты и второстепенной балки	Рис. 3. Графики рекомендуемых размеров сечений балок

Преобразуя формулу (1), получим выражение для среднего пролета плиты:

l _пл^ср = В / (n_пл – 0,4) = 18,6 / (9 – 0,4) = 2,16 м.

В целях унификации величину среднего пролета округляем так, чтобы число было кратно 50 мм. Принимаем l _пл^ср = 2150 мм.

Крайний пролет плиты l _пл^кр = 0,8 l _пл^ср = 0,8 × 2150 = 1720 мм.

Полученные значения подставляем в формулу (1), результат сравниваем с шириной здания по заданию.

В = 2 × 1,72 + (9 – 2) × 2,15 = 18,49 м, невязка D = 18,6 – 18,49 = 0,11 м.

Невязка в расчетах устраняется за счет изменения величины крайних пролетов: окончательно принимаем l _пл^кр = 1775 мм, l _пл^ср = 2150 мм.

Для определения пролетов второстепенных балок выражаем длину здания в зависимости от их величины и количества в перекрытии:

L = 2 l _вб^кр + (n_вб - 2) l _вб^ср, (2)

где l _вб^кр – крайний осевой пролет второстепенной балки;

l _вб^ср – средний осевой пролет второстепенной балки

Учитывая оптимальное соотношение крайнего и среднего пролетов балки l _вб^кр = 0,8 l _вб^ср, определяем величину среднего пролета второстепенной балки l _вб^ср = L / (n_вб – 0,4), где n_вб – число пролетов второстепенной балки, зависящее от рекомендуемого пролета.

n _вб = L / l _вб^рек = 32,4 / 6,75 = 4,8, где l _вб^рек = 6,75 м определено по рис. 2.

Число пролетов округляем до ближайшего целого значения: n_вб = 5.

l _вб^ср = 32,4 / (5 – 0,4) = 7,04 м. Округляя значение среднего пролета кратно 50 мм, принимаем l _вб^ср = 7000 мм.

Величина крайнего пролета второстепенной балки l _вб^кр = 0,8 × 7000 = 5600 мм.

Полученные значения подставляем в формулу (2) и сравниваем результат с длиной здания по заданию. Невязку в расчетах устраняем за счет изменения длины крайних пролетов.

L = 2 × 5,6 + (5 - 2) × 7,0 = 32,2 м. Невязка D = 32,4 – 32,2 = 0,2 м.

Окончательно принимаем l _вб^кр = 5700 мм, l _вб^ср = 7000 мм.

Определим пролеты главных балок:

Крайние l _гб ^кр = l _пл^кр + 2 l _пл^ср = 1,775 + 2 × 2,15 = 6,075 м.

Средние l _гб ^ср = 3 l _пл^ср = 3 × 2,15 = 6,45 м.

Толщина плиты назначается по табл. 1 в зависимости от величины временной нагрузки и пролета.

Таблица 1

Толщина плиты принята h_пл = 70 мм.

Предварительные размеры поперечных сечений балок назначают по графику (рис. 3) в зависимости от полезной нормативной нагрузки и пролета балок: сначала определяют оптимальное соотношение h / l, затем по высоте сечения определяют ширину сечения b = 0,4…0,5 h.

В целях унификации высоту поперечного сечения балок принимают кратной 50 мм при размерах до 600 мм и кратной 100 мм при больших размерах. Ширину поперечного сечения балок назначают 150, 200, 220, 250 и далее кратно 50 мм.

Высота второстепенных балок h_вб = 7000 / 18 = 389 мм, где 1 / 18 принята по графику (рис. 3); принимаем h_вб = 400 мм; ширина поперечного сечения балки b_вб = 0,5 h_вб = 0,5 × 400 = 200 мм.

Высота главных балок должна быть больше высоты второстепенных балок на 10 – 25 см. Высота главных балок h_гб = 6450 / 13,5 = 478 мм. Принимаем h_гб = 600 мм, ширина сечения главной балки b_гб = 0,4 × 600 = 240 мм, принимаем b_гб = 250 мм.