Розрахунки та конструювання елементів перекриття

 

За останні роки в Україні все більше уваги приділяється використанню монолітного залізобетону. Це обумовлено рядом переваг: більш виразна архітектурна форма будівлі, підвищена жорсткість, монолітне з’єднання елементів, підвищена стійкість до агресивних впливів навколишнього середовища, використання матеріалів та обладнання з урахуванням можливостей будівельної організації, зменшення вартості у порівнянні зі збірними конструкціями.

Опрацьовані методичні вказівки призначені для використання студентами напрямів «Залізничні споруди та колійне господарство», «Гідротехніка (водні ресурси) « при виконанні курсового проекту з дисципліни «Будівельні конструкції».

Вказівки містять приклад розрахунків та конструювання елементів перекриття, а також питання для самоконтролю.

 

У монолітних ребристих перекриттях робоча арматура розташована в ребрах головних та другорядних балок, які взаємно перетинаються під прямим кутом і з’єднані між собою монолітною плитою.

За конструктивним рішенням варіанта розглядається ребристе перекриття з балочними плитами. Це означає, що відношення сторін опорного контуру плити повинно бути не менше двох (рис. 1) :

де   проліт плити;

  – проліт другорядної балки.

 

 

 

 

 

Конструктивні схеми перекриття (компоновка) відрізняються величиною прольотів або напрямом головних балок, які можуть бути розташовані в поперечному чи поздовжньому напрямах будівлі. Другорядні балки розташовуються перпендикулярно до головних.

Основною несучою конструкцією ребристого перекриття є головні балки, які спираються на колони і сприймають навантаження від плити через другорядні балки.

Орієнтація головних балок приймається в залежності від призначення будівлі, вимог освітлення, просторової жорсткості, вентиляції та технології виробництва.

Завдяки розташуванню головних балок у поперечному напрямі будівлі підвищується її загальна жорсткість.

При розташуванні головних балок у поздовжньому напрямі жорсткість будівлі зменшується. Часте розташування другорядних балок обумовлює зменшення ширини віконних прорізів, а перехід до збільшених віконних прорізів вимагає використання перемичок з підвищеною несучою спроможністю.

 

 

Відповідно до компоновки перекриття та з урахуванням вихідних даних на проектування приймаємо розташування головних балок у поперечному напрямі будівлі, а другорядних – у поздовжньому. Крайніми опорами головних балок є цегляні стіни, а середніми – залізобетонні колони.

Крайніми опорами другорядних балок є також цегляні стіни, а середніми – головні балки.

Осі зовнішніх поздовжніх та поперечних стін розташовані на відстані 20 см від внутрішніх поверхонь стін (рис. 2). Змінюючи орієнтацію балок перекриття або величини польотів у межах рекомендованих, можна скласти декілька варіантів конструктивних схем.

 

 

Для попереднього визначення товщини плити можемо скористатися табл. 2. За вихідними даними   кН/м2. З урахуванням інтерполяції попередньо прийнята товщина плити складає   см. Попередньо прийняті розміри перерізів елементів перекриття наведені у табл. 2

 

 

 

 

Плити балочного перекриття опираються на другорядні та головні балки; є плитами, опертими по контуру, і розраховуються в напрямі коротшої сторони. Розраховуючи плиту, розглядають смугу шириною 1 м, яка опирається на стіни (крайні опори) та другорядні балки (середні опори)  (рис. 5).

Розрахункова схема плити є нерозрізна багатопролітна балка, яка завантажена рівномірно розподіленим навантаженням інтенсивністю  ;

 

 

Плита заглиблена в цегляну стіну на відстань   см (рис. 6).

 

 

Розрахунки зводимо до табл. 6. Розрахункове навантаження на 1м плити дорівнює навантаженню на 1 м2, тому що ширина розрахункової смуги плити 1 м. Щільність важкого бетону прийнята   кН/м3.

 

 

 

 

Розрахункові зусилля з урахуванням їх перерозподілу внаслідок пластичних деформацій бетону визначаються таким чином:

Поперечні сили   по гранях опор не визначають, тому що завжди виконується умова міцності.

 

 

Товщину плити, попередньо прийняту для визначення її ваги, уточнюємо з урахуванням дії найбільшого згинального моменту у прольоті

Оптимальний процент армування для плит, опертих по чотирьох сторонах, складає  ; приймаємо  . Таким чином,

Використовуючи таблицю коефіцієнтів для розрахунків згинальних елементів, армованих одиночною арматурою, за величиною   знаходимо відповідний йому коефіцієнт   за табл. 2 додатка.

Необхідна робоча висота перерізу плити

  

 

 

Для сприйняття згинальних моментів у розтягнутих зонах встановлюються плоскі зварні