ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОНОЛИТНОГО РЕБРИСТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
Монолитные ребристые перекрытия состоят из плит, второстепенных и главных балок, которые бетонируются вместе и представляют собой единую конструкцию. Плита опирается на второстепенные балки, а второстепенные балки - на главные, опорами, которых служат колонны и стены (рис. 1.1) Пролеты плит пронимаются 1,7-2,7 м, второстепенных балок 5-7 м, главных балок 6-8 м. Толщина плиты при полезной нагрузке V до 10 кН/м 2 принимается 7-8 см, но не менее 1/30 пролета плиты. Высота сечения второстепенных балок составляет (1/12-1/20) пролета, главных балок (1/8-1/15) пролета, ширина сечений балок b=(0,4-0,5)h. Высота балок принимается кратной 5 см при h≤60 см и при h>60 см — кратной 10 см, ширина балок — кратной 5 см. Перекрытие выполняют из бетона класса B15-B20 и армируют арматурной проволокой класса B500 и стержневой арматурой классов А400, А500.
В курсовом проекте наружные несущие стены выполняются из кирпича, привязка стен к разбивочным осям 200 мм, колонны монолитные железобетонные. Размеры здания в плане 19,5 м на 48,6 м с шагом колонн 6,5 х 5,4 м.
Рис. 1.1. Конструктивная схема монолитного ребристого перекрытия
Принимаем поперечное расположение главных балок (в направлении большего пролета). Второстепенные балки размещаются в продольном направлении с шагом 6,5/4 = 1,625 м (рис. 1.1) так, чтобы соотношение пролетов плиты перекрытия было больше двух. Плита в этом случае рассчитывается как балочная в направлении короткого пролета.
Принимаем глубину опирания на стены плиты 0,12 м, второстепенных балок — 0,25 м, главных балок — 0,38 м.
Задаемся предварительно размерами сечений:
· плиты 162,5/30 = 5,42 см; принимаем hпл. = 7 см
· второстепенные балки hв.б. = 540/15 = 36 см, принимаем hв.б. = 40 см
bв.б. = 0,5· hв.б. = 20 см;
· главные балки hг.б. = 650/10 = 65 см;
bг.б. = 0,4· hг.б. = 26 см, принимаем bг.б. = 30 см.
Расчет перекрытия состоит из последовательных расчетов его элементов: плиты, второстепенных и главных балок. При расчете элементов перекрытия можно ограничиться расчетом по несущей способности, так как при назначенных предварительно размерах поперечных сечений жесткость элементов, как правило, достаточна. В данном курсовом проекте согласно заданию на проектирование, расчет и конструирование главной балки не выполняются.
Материалы для перекрытия
Бетон тяжелый класса по прочности на сжатие B20:
Rb = 11,5 МПа; Rbt = 0,9 МПа (прил. 3),
коэффициент условий работы бетона γb1=0,9
Арматура:
- для армирования плит — обыкновенная арматурная проволока класса B500, Ø 3-5 мм,
Rs = 435 МПа (прил.6)
- для армирования второстепенных балок продольная арматура класса
А500С Rs = 435 МПа (прил.6), поперечная арматура А240, Rs = 215 МПа
(прил.6), Rsw = 170 МПа (прил. 7).
По уровню ответственности здание относится к нормальному уровню, γ n = 1,0.
Расчет и конструирование плиты монолитного перекрытия
Расчетные пролеты и нагрузки
Для крайних пролетов расчетным пролетом является расстояние от грани крайней балки до оси опоры плиты на стене:
· в коротком направлении:
где ln — пролет плиты между осями балок, ln = 6,5/4 = 1,625 м;
δ — привязка стен, δ = 0,2 м;
bв.б.= 0,2— ширина второстепенной балки;
с — размер площадки опирания плиты.
· в длинном направлении:
Для средних пролетов плиты расчетным является расстояние в свету между балками:
· в коротком направлении (между второстепенными балками):
· в длинном направлении (между главными балками):
Так как соотношение пролетов:
плиту рассчитываем, как балочную в направлении коротких пролетов.
Расчет балочной плиты, загруженной равномерно распределенной нагрузкой, производится как многопролетной неразрезной балки с условной шириной 100 см
(рис. 1.1), крайними опорами для которой являются продольные кирпичные стены, а средними — второстепенные балки. Расчетная схема плиты показана на рис. 1.3.
Нагрузки на 1м2 плиты
| Виды нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэфициент надежности по нагрузке γ f | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
| Постоянная: 1. Ламинат, δ=0,012 м, ρ=750 кг/м3 2. Мастика клеящая δ=0,003 м, ρ=1400 кг/м3 3. Древ. волокн. плита δ=0,015 м, ρ=600 кг/м3 4. Цем.-пес. стяжка δ=0,07 м, ρ=1800 кг/м3 5. Монолитная плита δ=0,07 м, ρ=2500 кг/м3 | 0,09 0,042 0,09 1,26 1,75 | 1,2 1,3 1,2 1,3 1,1 | 0,108 0,0546 0,108 1,638 1,925 |
| Итого постоянная нагрузка, g | 3,232 | 3,834 | |
| Временная: 1. Перегородки, 2. Полезная | 0,5 3,4 | 1,2 1,2 | 0,6 4,08 |
| Итого временная нагрузка, V | 3,9 | 4,68 | |
| Полная нагрузка, g+V | 7,132 | 8,514 |
Погонная нагрузка полная, действующая на многопролетную плиту шири 
ной 1 м (100 см),
g + V= 8,514 кН/м
Рис. 1.2. Конструктивная схема монолитной плиты и схема опирания плиты на наружную стену.
Рис. 1.3. Расчетная схема плиты и эпюра моментов.
Определение усилий
В первом пролете и на первой промежуточной опоре:
В средних пролетах и на средних опорах:
Изгибающие моменты в средних пролетах и над средними опорами снижаются на 27% за счет благоприятного влияния распора (при опирании плит по четырем сторонам).
Расчет прочности на действие изгибающих моментов
1. В средних пролетах плит, не окаймленных по контуру:
Рис. 1.4 Расчетное сечение плиты
Определяем граничное значение относительной высоты сжатой зоны:
где ε s,el – относительная деформация арматуры растянутой зоны, вызванная внешней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения, равного Rs;
εb2 – относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных
Rb, принимаемая равной 0,0035.
Для арматуры с физическим пределом текучести значение εs,el определяется
по формуле:
Определяем площади рабочей арматуры:
Принимаем стандартную сетку (прил.10) 
Площадь продольной арматуры As,ef =0,628см2
2. В первом пролете и над первой промежуточной опорой:
(так как в первом пролете и над первой промежуточной опорой расположены 2 сетки).
Принимаем сетку
Площадь продольной арматуры As,ef =0,628см2
3. В средних пролетах и на средних опорах плит, окаймленных по контуру:
Принимаем стандартную сетку (прил.10)
Площадь продольной арматуры As,ef =0,628см2
Дополнительная арматура в первом пролете и над первой промежуточной опорой — сетка , As,ef =0,628см2.
Рис.1.5 Армирование рулонными сетками.
