Розрахунок армування та конструювання плити перекриття

Виконано автоматизований розрахунок та проектування плити перекриття першого поверху за першим та другим граничними станами відповідно до вимог ДБН [4]. Розміри плити в плані 39,6 х 28,8 м, товщина 20 см. В осях «В», «Г» – «2», «3» розміщений отвір розміром 6,0 х 4,8 м.

Матеріал плити – бетон В30. Поздовжня арматура А400С, поперечна А240С.

Розрахункове армування для верхньої грані плити показано на рис. 3.1, для нижньої грані – на рис. 3.2.

Максимальне значення розрахункової площі армування складає:[А.П.3]

- для верхньої грані: 12,90 см² уздовж осі Х та 12,90 см² уздовж осі Y;

- для нижньої грані: 10,90 см² уздовж осі Х та 11,20 см² уздовж осі Y.

Отримані розрахункові площі армування плити розподілені дуже нерівномірно, їх екстремуми спостерігаються в місцях сполучення колон. Тому доцільно розділити армування на фонове – по всій площі плити, та додаткове. Приймаємо наступне фонове армування:

- для верхньої грані: Æ12 крок 200 мм уздовж осей Х та Y;

- для нижньої грані: Æ10 крок 200 мм уздовж осі Х та Æ12 крок 200 мм уздовж осі Y.

а)

б)[А.П.4]

Рис. 3.1. Розрахункове армування біля верхньої грані плити перекриття уздовж осі Х (а) та Y (б)

 

а)

б)

Рис. 3.2. Розрахункове армування біля нижньої грані плити перекриття уздовж осі Х (а) та Y (б)

 

Задаємо три ділянки додаткового армування [А.П.5] з урахуванням довжини анкерування. Для бетону В30, арматури А400С з урахуванням сейсмічних умов довжина анкерування у розтягнутому бетоні приймається рівною 40 діаметрам арматури.

Розміщення та характеристики зон фонового і додаткового армування наведено в додатку Б.

Результати розрахунку поперечної арматури на продавлювання показані на рис. 3.3. Розміщення додаткової поперечної арматури потрібно лише для колони на перетині осей «Е»-«4», площа необхідного армування 1,94 см²/м².

Рис. 3.3. Поперечна арматура та коефіцієнти запасу на продавлювання

 

3.3. Розрахунок армування та конструювання фундаментної плити

Виконано автоматизований розрахунок та проектування фундаментної плити на пружній основі за першим та другим граничними станами. Розміри плити в плані 41,6 х 30,8 м, товщина 50 см.

Матеріал плити – бетон В25. Поздовжня арматура А400С, поперечна А240С.

Оптимальна товщина фундаментної плити показана на рис. 3.4. Її максимальне значення складає 20 см, тобто в прийнятій конструкції існує резерв для зменшення матеріаломісткості та вартості.

 

Рис. 3.4. Оптимальна товщина фундаментної плити

 

Розрахункове армування для верхньої грані плити показано на рис. 3.5, для нижньої грані – на рис. 3.6.

Максимальне значення розрахункової площі армування складає[А.П.6]:

- для верхньої грані: 12,90 см² уздовж осі Х та 12,90 см² уздовж осі Y;

- для нижньої грані: 10,90 см² уздовж осі Х та 11,20 см² уздовж осі Y.

Отримані розрахункові площі армування плити розподілені дуже нерівномірно, їх екстремуми спостерігаються в місцях сполучення колон. Тому доцільно розділити армування на фонове – по всій площі плити, та додаткове. Приймаємо наступне фонове армування:

- для верхньої грані: Æ12 крок 200 мм уздовж осей Х та Y;

- для нижньої грані: Æ10 крок 200 мм уздовж осі Х та Æ12 крок 200 мм уздовж осі Y.

 

а)[А.П.7]

б)

Рис. 3.5. Розрахункове армування біля верхньої грані фундаментної плити уздовж осі Х (а) та Y (б)

 

а)

б)

Рис. 3.6. Розрахункове армування біля нижньої грані фундаментної плити уздовж осі Х (а) та Y (б)

 

Задаємо три ділянки додаткового армування [А.П.8] з урахуванням довжини анкерування. Для бетону В25, арматури А400С з урахуванням сейсмічних умов довжина анкерування у розтягнутому бетоні приймається рівною 40 діаметрам арматури [2].

Розміщення та характеристики зон фонового і додаткового армування наведено в графічній частині роботи. Типова схема розташування фонового та додаткового армування фундаментної плити показана на рис. 3.7.

 

Рис. 3.7. Схема розташування фонового та додаткового армування фундаментної плити

Результати розрахунку поперечної арматури на рис. 3.8. Розміщення додаткової поперечної арматури потрібно лише для колони на перетині осей «Е»-«4», площа необхідного армування 1,94 см²/м².

а)

б)

Рис. 3.8. Розрахункове поперечне армування уздовж осі Х (а) та Y (б)

 

Приймаємо поперечне армування каркасами Æ8 крок 200 мм (A_s=2,51 см²/мп) при кроці каркасів 400 мм. Варіанти розміщення каркасів поперечного армування показано на рис. 3.9, схеми каркасів – на рис. 3.10.

 

Рис. 3.9. Можливі варіанти поперечного армування[А.П.9]

 

Рис. 3.10. Арматурні каркаси для поперечного армування[А.П.10]

 

 

4. Порівняння НДС розрахункових схем з різними варіантами основи

 

Провівши розрахунок монолітної будівлі за трьома варіантами розрахункових схем з різними типами основи, проаналізуємо їх вплив на параметри напружено-деформованого стану конструкції. Чисельні значення параметрів порівняння зведемо в табл. 4.1.

 

Таблиця 4.1. Порівняння НДС розрахункових схем з різними варіантами основи[А.П.11]

№	Параметр	Жорстка основа	Плита на пружній основі	Плита на пальовому полі
	Колони 1-го поверху
Nmax, кН
Qmax, кН
Mmax, кН м
Xmax, Ymax, мм
As, см2
	Діафрагми жорсткості на рівні 1-го поверху
Nmax, кН
Qmax, кН
Mmax, кН м
Xmax, Ymax, мм
	Плита перекриття 1-го поверху
Nmax, кН
Qmax, кН
Mmax, кН м
Zmax, мм
AX max, см2/мп
AY max, см2/мп
	Фундаментна плита
Nmax, кН	-
Qmax, кН	-
Mmax, кН м	-
Zmax, мм	-
AX max, см2/мп
AY max, см2/мп
	Модальний аналіз за І-ю формою коливань
Частота, Гц
Амплітуда, мм
Модальна маса, %

 

 

Висновки

 

За результатами виконаних розрахунків студент повинен сформулювати висновки про вплив врахування сумісної роботи будівлі з основою у порівнянні з жорстко защемленою. Висновки обов’язково повинні містити порівняння періодів перших форм власних коливань та внутрішніх зусиль у діафрагмах жорсткості та колонах.

Також необхідно відмітити крок та діаметр основного та додаткового армування фундаментної плити і плити перекриття.

 

 

Список посилань

 

1. Городецкий, А.С. Информационные технологии расчета и проектирования строительных конструкций [Текст] / А.С. Городецкий, В.С. Шмуклер, А.В. Бондарев. – К.: Факт, 2003. – 888 с.

2. ДБН В.1.1-12:2006. Будівництво у сейсмічних районах України [Текст] – Введ. 1.01.2007. – К.: Мінрегіонбуд України, 2007. – 51 с.

3. ДБН В.1.2-2:2006. СНББ. Навантаження і впливи. Норми проектування [Текст] – Введ. 1.01.2007. – К.: Мінрегіонбуд України, 2007. ‑ 75 с.

4. ДБН В.2.6-98:2009. Конструкції будинків і споруд. Бетонні та залізобетонні конструкції. Основні положення [Текст] – Введ. 1.07.2011. – К.: Мінрегіонбуд України, 2011. – 71 с.

5. Методичні вказівки до практичних занять з курсу «Автоматизований розрахунок будівельних конструкцій» [Текст]: для студентів спеціальності 7.060101, 8.060101 «Промислове та цивільне будівництво» / Укладачі: к.т.н., доц. Я.О. Ковальчук, асист. А.П. Сорочак, асист. Д.І. Дубіжанський, асист. О.П. Конончук. – Тернопіль: Вид-во ТНТУ імені Івана Пулюя, 2013. – 28 с.

6. Расчет и проектирование конструкций высотных зданий из монолитного железобетона [Текст] / А.С. Городецкий, Л.Г. Батрак, Д.А. Городецкий, М.В. Лазнюк, С.В. Юсипенко. – К.: Факт, 2004. – 106 с.

 

Додатки

 

 

Додаток А. Армування колони К1_1[А.П.12].

 

 

 

Додаток Б. Армування плити перекриття першого поверху[А.П.13].

 

[А.П.1]Не палимось!

Тут і далі всі дані змінюємо згідно варіанту!

[А.П.2]Беремо зі звіту в форматі rtf

[А.П.3]Беремо свої значення на основі ізополів

[А.П.4]Ізополя різні, тут тільки для прикладу

[А.П.5]Розписуємо по своєму випадку

[А.П.6]Дані беремо з ізополів армування

[А.П.7]Ізополя різні, тут тільки для кількості

[А.П.8]Розписуємо по своєму випадку

[А.П.9]Змінюємо відповідно до прийнятого кроку армування

[А.П.10]Змінюємо відповідно до прийнятого армування та товщини плити

[А.П.11]Заповнюємо на основі аналізу скріншотів, записок,

[А.П.12]Вставляємо згенеровані креслення

[А.П.13]Вставляємо згенеровані креслення (2-4 листа на А4)