Компоновка конструктивной схемы монолитного железобетонного ребристого перекрытия

Для многоэтажных производственных зданий принимаются унифицированные расстояния между колоннами, кратные модулю 3000 мм и равные 6, 9 и 12 м и унифицированные высоты этажей, кратные модулю 600 мм и равные 3,6; 4,2; 4,8; 6,0 и 7,2 м.

По методическим соображениям для курсового проектирования размеры здания в плане и высоты этажей задаются, как правило, неунифицированными. Несмотря на это, все габаритные размеры должны подчиняться единой модульной системе на базе модуля 100 мм. Для обеспечения возможности выполнения статического расчета с применением готовых формул и таблиц элементы перекрытия рекомендуется назначать с равными пролетами или пролетами, не отличающимися более чем на 20% для плит и не более чем на 10% для балок. Обычно крайние пролеты плиты, второстепенных и главных балок выполняют меньшего размера, чем средние пролеты. В этом случае изгибающие моменты и поперечные силы в крайних пролетах приближаются по величине к расчетным усилиям в средних пролетах.

Ребристые железобетонные перекрытия могут быть с балочными плитами и плитами, опёртыми по контуру. Балочные плиты имеют отношение длинной стороны к короткой ,а плиты, опёртые по контуру, - .

В однопролётных зданиях (шириной до 5-7 м) балки обычно опираются непосредственно на продольные стены. В многопролетных зданиях ребристые перекрытия с балочными плитами представляют собой конструкцию, состоящую из главной и второстепенных балок, расположенных по взаимно перпендикулярным направлениям, и плиты, монолитно связанной с балками в одно целое. Второстепенные балки служат опорами плиты, главные – опорами второстепенных балок, а стены и колоны: – опорами главных балок.

Ориентировочные расстояния в метрах между второстепенными балками (или пролет плиты) и соответствующие им минимальные толщины балочных плит в зависимости от нагрузки принимаем по табл. 1.1 методических указаний.

При выборе расстояния между второстепенными балками необходимо, чтобы толщина плиты была минимальной (для производственных зданий - не менее 60 мм).

Установка нескольких лишних второстепенных белок меньше сказывается на общем расходе бетона на покрытие, чем увеличение толщины плиты. Исходя из этих соображений, пролет плиты выбираем в пределах 1,7 - 2,7 м.

Для возможности более быстрого статического расчета с применением готовых формул и таблиц элементы перекрытия будем назначать с равными пролетами или пролетами, не отличающимися более чем на 20% для плит и более чем на 10% для балок. Обычно крайние пролеты плиты, второстепенных и главных балок выполняют меньше средних. В этом случае изгибающие моменты и перерезающие силы в крайних пролетах приближаются по величине к расчетным усилиям в средних пролетах.

Задание предусматривает разработку нескольких вариантов конструктивных схем перекрытий и сравнение их технико-экономических показателей. В курсовом проекте выбираем конструктивную схему перекрытия на основе сравнения нескольких вариантов перекрытия по расходу бетона.

В целях унификации высоту балок принимаем кратной 50 мм при размерах до 600 мм и кратной 100 мм при больших размерах.

Ширину сечения балок назначаем 100, 120, 150, 200, 220,250 и далее кратной 50 мм.

Таким образом, выполнение проекта начинаем с выбора сетки колонн, привязки наружных стен к крайним разбивочным осям и компоновки конструктивных схем междуэтажного перекрытия.

Рис. 1.1. Размеры здания в плане

Ø высота этажа - 3 м;

Ø количество этажей без подвала - 3;

Ø нормативная полезная нагрузка - 9 кН/м;

Ø кладка наружных стен - кирпич М 150;

Ø район строительства -Могилев;

Ø класс арматурной стали – S 500.

Рассмотрим 2 варианта

I. Принимаем четыре пролёта главных балок со следующими размерами: 5,9 м; 6,3 м; 6,3 м; 5,9 м; четырнадцать пролётов второстепенных балок со следующим размером: 5,0 м. Исходя из этого ширина плиты равна 1,7м и 2,1м, что удовлетворяет вышеизложенным требованиям.

L_в.б.=(5¸7)=5,0 м; D L_в.б.=0% <10%;

L_г.б.=(5¸8)=5,9; 6,3 м; D L_г.б.=6,3% <10%.

;

- плита, опертая по контуру.

Принимаем следующие размеры несущих конструкций:

d=(80,90)=80 мм;

h_в.б.=(1/12…1/20)× L_в.б=0,42…0,25=0,3 м;

b_в.б.=(0,3…0,5)× h_в.б.=0,09…0,15=0,12 м;

h_г.б.=(1/8…1/15)× L_г.б=0,78…0,42=0,6 м;

b_г.б.=(0,4…0,5)× h_г.б.= 0,18…0,3=0,25 м;

колонна 500 x 500 мм

II. Принимаем четыре пролёта главных балок со следующими размерами: 5,9 м; 6,3 м; 6,3 м; 5,9 м; десять пролётов второстепенных балок со следующим размером: 7,0 м. Исходя из этого ширина плиты равна 1,7м и 2,1м, что удовлетворяет вышеизложенным требованиям.

L_в.б.=(5¸7)=7,0 м; D L_в.б.=0% <10%;

L_г.б.=(5¸8)=5,9; 6,3 м; D L_г.б.=6,3% <10%.

;

- балочная плита.

Принимаем следующие размеры несущих конструкций:

d=(70,80)=80 мм;

h_в.б.=(1/12…1/20)× L_в.б=0,58…0,35=0,4 м;

b_в.б.=(0,3…0,5)× h_в.б.= 0,12…0,2=0,16 м;

h_г.б.=(1/8…1/15)× L_г.б=0,78…0,42=0,6 м;

b_г.б.=(0,3…0,5)× h_г.б.=0,18…0,3=0,25 м;

колонна 500 x 500 мм

Технико-экономический расчет двух вариантов монолитного перекрытия

После определения размеров элементов определяем расход бетона на перекрытие. При наружных стенах из кирпичной кладки длину опирания плиты на стену принимаем равной 120 мм, второстепенной балки – 250 мм и главной балки – 380 мм.

Таблица 2.1

Технико-экономические показатели 2-х вариантов монолитных перекрытий

Ø объем плиты: V_плиты= d× L×B;

Ø объем второстепенной балки: V_{реб.в.б.}=(h_в.б.- d)× b_в.б.×L×n_в.б.;

Ø объем главной балки: V_{реб.г.б.}=(h_г.б.- d)× b_г.б.×B×n_г.б. ;

Ø объем колонны: V_колл=a×b×H_эт× n_кол.

По расходу бетона второй вариант является более экономичным. Поэтому дальнейший расчёт будем производить для второго варианта.