Монтажная схема перекрытия, назначение основных размеров элементов

 

Сборные ребристые перекрытия состоят из несущих балок, называемых прогонами, на которые укладываются сборные панели той или иной конструкции.

Прогоны опираются на наружные стены и промежуточные колонны. В сборном перекрытии прогоны предпочтительно располагать поперек здания, так как, будучи связанными с колоннами, они образуют рамную конструкцию, тем самым увеличивая общую жесткость здания.

Проектируем ребристую панель с ребрами вниз без предварительного напряжения, которая представляет собой коробчатый элемент, состоящий из двух продольных ребер, связанных между собой монолитной плитой, которая усилена рядом поперечных ребер-диафрагм.

Размеры здания в осях А-Е составляет 36.5 м, в осях 1-10 - 52.2 м.

Сетка колонн разбита следующим образом: в продольном направлении шаг колонн принят l=5.8 м, в поперечном - l_пр=7.3 м.

Разбивка сетки колонн приведена на Рис.1.

Перекрытие разбито на элементы четырех типов. Тип П1 - типовая ребристая железобетонная панель. Тип П2 - ребристая железобетонная панель с вырезом под колонну с двух сторон. Тип П3 - ребристая железобетонная панель с вырезом под колонну с одной стороны. Тип П4 - укороченная ребристая железобетонная панель.

В данной курсовой работе рассчитывается ребристая железобетонная панель с ребрами вниз типа 1.

Между сборными элементами предусматриваем зазоры в стыках и примыкании друг к другу. Между панелями настила величину зазора назначаем 1 см, а между балками и колоннами 2 см, которые после установки элементов на место должны быть омоноличены цементным раствором.

Длина панели: l_пан=l-1=580-1=579 см

Месторасположение поперечных ребер-диафрагм панели выбирается таким образом, чтобы торцевые и средние участки плиты были бы примерно одинаковыми и, кроме того, отношение сторон (l_y/l_x) было бы близко к единице. В этом случае каждый участок плиты будет работать в двух направлениях как плита, опертая по контуру.

a_пан=579/3=193 см

В пролет укладываем по 4 плиты, назначаем зазор в 1.5 см.

Ширина панели: b_пан=(l_пр-1.5n)/n=(730-1.5∙4)/4=181 см

 

Проектирование плиты панели

 

Толщина плиты: h_пл>1/30a_пан=193/30=6.4 см. Назначаем h_пл=7 см

Высота промежуточной диафрагмы:

 

h_д>1/10b_пан=181/10=18.1см.

Назначаем h_д=19 см

 

Ширина диафрагмы назначается из конструктивных соображений: по низу 6 см, по верху 8 см

Высота торцевой диафрагмы: h_т.д=h_д+4=19+4=23 см

Ширина диафрагмы: по низу 8 см, по верху 10 см

Высота продольного ребра: h_р>1/20l_пан=579/20=28.9 см. Назначаем h_р=29 см

Ширина ребра: по низу 10 см, по верху 12 см

 

Статический расчет

 

Нагрузка на ребристую панель состоит: из веса пола, веса самой плиты, полезной нагрузки.

Принимаем чистый цементный пол по железобетонной плите: цементный слой 3 см (γ=2200 кг/м³) - 660 Н/м². g_пол^н=660 Н/м².

При подсчете собственного веса панели плотность железобетона принимаем равной γ_ж/б=2500 кг/м³.

Нормативная полезная временная нагрузка p^н (Н/м²) для междуэтажных перекрытий задана в задании p^н=1000 кг/м².

При подсчете расчетных нагрузок учитываются коэффициенты перегрузок γ_f.

Для постоянных нагрузок принимаем γ_f=1.1 - для плиты, γ_f=1.2 - для пола. Для полезной нагрузки γ_f=1.2

Подсчет нормативных и расчетных нагрузок, действующих на 1 м² плиты панели, выполним в табличной форме.

 

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кгс/м2	Коэффициент перегрузки, γf	Расчетная нагрузка, кгс/м2
Постоянная
Собственный вес плиты панели hплγ	0.07∙2500=175	1.1	192.5
Собственный вес пола	66	1.2	79.2
Полезная	1000	1.2	1200

 

Таким образом, расчетная постоянная нагрузка равна g=γ_fg^н, а расчетная полезная p=γ_fp^н.

Расчетная нагрузка действующая на 1 м² плиты:

q_пл=g_пол+g_пл+p=192.5+79.2+1200=1471,7 кгс/м²

Плита ребристой панели в статическом отношении представляет собой однорядную многопролетную плиту, работающую в двух направлениях, упруго защемленную на продольных ребрах и диафрагмах. Опорные моменты, передающиеся от плиты на продольные ребра и торцевые (крайние) диафрагмы, вызывает в них кручение.

Ввиду возможности поворота продольных ребер и торцевых диафрагм можно допустить, что вдоль этих ребер плита оперта шарнирно. Вдоль же средних диафрагм плиту следует считать жестко защемленной, так как поворот опорных сечений плиты на средних диафрагмах практически отсутствует. Торцевые участки плиты панели рассматриваем как плиту, шарнирно опертую по трем сторонам и жестко заделанную по четвертой, а средние - как плиту, шарнирно опертую по двум сторонам, а по двум другим - жестко заделанную. Изгибающие моменты могут быть определены с помощью [1, табл.2] для расчета плит, опертых по контуру соответственно для торцевой плиты (случай а) и для средней плиты (случай б).

l_y/l_x=181/193=0.94

 

 

Наибольшие значения пролетных изгибающих моментов в торцевой и средней плитах в направлении осей x и y определяем по формулам:

 

M_xпр=ql_x²/φ_x; (1)

M_yпр=ql_y²/φ_y,

 

где q - полная расчетная нагрузка на 1 пог.м полосы шириной b=1 м, вырезанной условно в центре плиты в направлении осей x и y; φ_x и φ_y - табличные коэффициенты, зависящие от отношения l_x/l_y; l_x и l_y - расчетные пролеты участков плиты.

Опорный момент для случая а рассчитываем по формуле:

 

M_xоп= -q_xl_x²/8, (2)

 

где q_x=αq - доля нагрузки, передаваемая в направлении оси x. Коэффициент α берется из таблицы.

Для определения опорного момента в средней плите для случая б воспользуемся формулой:

 

M_xоп= -q_xl_x²/12, (3)

где q_x=αq, но определяется по случаю б.

Подсчет изгибающих и опорных моментов выполним в табличной форме.

 

	Случай а	Случай б
φx	33.42	40.48
φy	31.72	46.69
α	0.658	0.793
qx, кгс	0.658∙1471,7=968,4	0.793∙1471,7=1167,1
Mxпр, кгс∙м	1471,7∙1.932/33.42=164	1471,7∙1.932/40.48=135,4
Myпр, кгс∙м	1471,7∙1.812/31.72=152	1471,7∙1.812/46.69=103,26
Mxоп, кгс∙м	-968,4∙1.932/8= -450,9	-1167,1∙1.932/12= -362,3