Сопряжение прогона с колонной

 

Одной из существенных особенностей сборного ребристого перекрытия является необходимость устройства стыков отдельных элементов для обеспечения жесткости самого перекрытия и всего здания в целом. Наиболее ответственным является соединение элементов прогона между собой и сопряжение их с колоннами.

При проектировании прогонов неразрезного типа применяется жесткий стык. Он одновременно выполняет и монтажную и рабочую роль. Монтажная роль заключается в фиксации положения прогона, а рабочая - в обеспечении работы прогона, собранного из отдельных элементов, как неразрезной статически неопределимой балки. Конструкция жесткого стыка должна быть такой, чтобы он мог воспринимать растягивающее и сжимающее усилие, возникающее над опорой в растянутой и сжатой зонах прогона.

Площадь пластины

 

A_пл=A_sR_s/R_y (26)

 

Используем не кипящую сталь, R_y=2600 кгс/см²

Ø36 и Ø25 A_s=15.088 см²

A_пл=15.088∙3600/2600=20.89 см²

Ширину пластины назначаем b_пл=2 см

h_пл=A_пл/b_пл=20.89/2=10.5 см

Назначаем h_пл=11 см

2 Ø25 A_s=9.82 см²

A_пл=9.82∙3600/2600=13.6 см²

Ширину пластины назначаем b_пл=1.5 см

h_пл=A_пл/b_пл=13.6/1.5=6.8 см

Назначаем h_пл=7 см

Для обеспечения передачи сжимающих напряжений и поперечных сил в опорных сечениях прогонов неразрезного типа (с жесткими стыками) зазоры между прогонами и колоннами должны быть тщательно заделаны цементным раствором марки не ниже марки бетона прогонов.

 

6. Расчет балочной плиты монолитного варианта перекрытия

 

Монолитное ребристое перекрытие состоит из железобетонной плиты, которая опирается на балочную клетку, состоящую из системы главных и второстепенных взаимно перпендикулярных балок. Плита перекрытия и балки монолитно связаны между собой, что достигается путем одновременного бетонирования всех элементов перекрытия в специально изготовленной для этого опалубке.

 

Компоновка и назначение основных размеров

 

Главные балки располагаются поперек помещения.

Главные балки опираются на наружные стены и колонны. Пролеты главных балок l_гл=7. м. Высота поперечного сечения главных балок составляет (1/8÷1/12)l_гл, принимаем h_гл=70 см.

Второстепенные балки опираются на наружные стены и главные балки. Пролеты второстепенных балок lвт=5.8 м. Высота их поперечного сечения (1/10÷1/15)l_вт, принимаем h_вт=50 см.

Ширина поперечного сечения главных и второстепенных балок b=(0.3÷0.5)h. Принимаем b_гл=40 см, b_вт=20 см.

Расстояние между второстепенными балками принимаем 1.825 м

Таким образом, панель плиты перекрытия опирается по контуру по двум сторонам на главные балки и по двум другим сторонам - на второстепенные балки. Размер длинной стороны такой панели соответствует пролету второстепенной балки l_дл=l_вт=5.8 м, размер короткой стороны - расстоянию между второстепенными балками l_кор=1.825 м. Т.к. соотношение сторон панели плиты l_дл/l_кор=5.8/1.825=3.18>2, то такая плита работает главным образом в коротком направлении. Такие плиты называются балочными, т.к. их расчет с достаточной степенью точности можно свести к расчету балки с пролетом (l_кор), что является пролетом балочной плиты l_пл.

При определении толщины плиты руководствуются конструктивными и экономическими соображениями. Толщина монолитных неразрезных балочных плит h_пл≥1/30l_пл=6.1 см, принимаем h_пл=7 см.

 

Статический расчет

 

Статический расчет плиты, как всякой инженерной конструкции, начинается с установления расчетной схемы и подсчета нагрузок.

Расчетную нагрузку действующую на 1 м² плиты принимаем такую же, как и в варианте сборного перекрытия: постоянная g=g_пол+g_пл=192.5+79.2=271.7 кгс/м²; временная p=2040 кгс/м².

При расчете из перекрытия мысленно вырезается (перпендикулярно второстепенным балкам) полоса шириной один метр, которая и рассматривается как многопролетная неразрезная балка, несущая постоянную и временную нагрузки.

Плита ребристого перекрытия, будучи монолитно связанной с балками не может свободно поворачиваться на промежуточных опорах. Это упругое защемление плиты на промежуточных опорах отражается главным образом на изгибающих моментах в сечениях средних пролетов. Для косвенного учета упругого защемления плиты во второстепенных балках в качестве условной расчетной постоянной и временной нагрузок принимаем:

 

g'=g+1/2p (27)

p'=1/2p

 

g'=g+1/2p=271.7+0.5∙1200=871.7 кгс/м

p'=1/2p=0.5∙1200=600 кгс/м

Указанному перераспределению нагрузки соответствует уменьшение поворота опорных сечений, которое тем самым как бы учитывает упругое защемление плиты на опорах.

При статическом расчете плиты можно не строить эпюру M, достаточно определить моменты в пролетах и на опорах.

Если пролетов более пяти, то моменты в крайних пролетах (первом и последнем) определятся как моменты в первом пролете пятипролетной балки; моменты во вторых от края пролетах - втором и предпоследнем - как моменты во втором пролете, а во всех промежуточных пролетах - как в среднем (третьем) пролете пятипролетной балки. Аналогично определяются изгибающие моменты на опорах.

Значения этих моментов определяются с учетом невыгоднейшего расположения временной нагрузки.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях определяются из формулы:

 

M=αg'l_пл²+βp'l_пл², (28)

 

где α - коэффициенты влияния от действия постоянной нагрузки q'; β - коэффициенты влияния от действия временной полезной нагрузки p'.

Моменты по граням опор (второстепенных балок) приближенно подсчитываются по формуле:

 

M_гр=M_ос+(g'+p')l_плb_вт/4,

 

где M_ос - значение момента по оси опоры; l_пл - пролет плиты; b_вт - ширина второстепенной балки.

Расчеты представим в табличной форме:

Сечение	α	αg'lпл2, кгс∙м	β	βp'lпл2, кгс∙м	M=Mg'+Mp', кгс∙м
1	0.0779	226.2	0.0989	197.6	423.8
2	0.0329	95.5	0.0789	157.7	253.2
3	0.0461	133.8	0.0855	170.9	304.7
B	-0.1053	-305.7	-0.1196	-239.0	-54.7
Bгр					-490.23
C	-0.0799	-232	-0.1112	-222.2	-454.2
Cгр					-408.78

 

Пример расчета первой строки:

αg'l_пл²=M_g'=0.0779∙871.7∙1.825²=226.2кгс∙м

βp'l_пл²=M_p'=0.0989∙600∙1.825²=197.6кгс∙м

M=M_g'+M_p'=226.2+197.6=423.8 кгс∙м