Проектирование несущих железобетонных конструкций многоэтажного промышленного здания
Шаг стержней у краев сетки может отличаться от основного (в меньшую сторону, кратно 10 мм).
3.8 Рабочие чертежи панели перекрытия
На основе полученных в ходе расчета и конструирования данных выполняем арматурные чертежи панели перекрытия. На них показывается размещение арматуры в сечении элемента, и, кроме того, вычерчиваются отдельно арматурные
каркасы и сетки.
Эти чертежи являются рабочими: по ним будет изготавливаться конструкция, поэтому они должны обладать достаточной степенью детализации.
Для того чтобы оперативно определять, какое количество арматуры нужно для изготовления железобетонного изделия, на рабочих чертежах приводятся эти сведения в виде таблицы, которую принято называть спецификацией арматуры.
4. Расчет и конструирование ригеля перекрытия
4.1 Прочностные и деформативные характеристики бетона и арматуры
Бетон
Используем тяжелый бетон класса В25 (по заданию), подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении.
Расчетные сопротивления бетона (табл.13 СНиП [2]):
сжатию Rb = 14,5 МПа,
растяжению Rbt = 1,05 МПа.
Коэффициент условий работы, учитывающий длительность действия нагрузки γb2 = 0,9 (табл.15 СНиП [2]).
Начальный модуль упругости бетона Еb = 27 000 МПа (табл.18 СНиП [2]).
Арматура
Продольная рабочая арматура - ненапрягаемая, класса А400 (А-III) диаметр Æ10…40 мм.
Расчётное сопротивление растяжению Rs = 365 МПа (табл.22* СНиП [2]).
Модуль упругости арматуры Es = 200 000 МПа (табл.29* СНиП [2]).
Поперечная рабочая арматура - также класса А400 (А-III).
Расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры (табл.22* СНиП [2]):
Rsw = 285 МПа (Æ6…8 мм), Rsw = 290 МПа (Æ10…40 мм).
Если диаметр поперечных стержней меньше 1/3 диаметра продольных стержней, значение Rsw = 255 МПа (примеч. к табл.22* СНиП [2]).
4.2 Подбор продольной рабочей арматуры ригеля
Расчетное поперечное сечение ригеля - прямоугольное (рис.4.1). Размеры сечения установлены в процессе компоновки конструктивной схемы каркаса (п.1.5):
высота h = 750 мм,
ширина b = 250 мм.
Арматура располагается в растянутой зоне сечения, положение которой определяется по эпюре изгибающих моментов в ригеле: в пролёте - внизу, на опоре - вверху. Арматуру располагаем в два ряда, чтобы иметь возможность не ставить (обрывать) часть стержней там, где они не требуются по расчёту.
Порядок подбора продольной рабочей арматуры в ригеле такой же, как и в панели перекрытия. Результаты подбора арматуры приведены в табл 4.1.
Рабочая высота сечения: h0 = h - a,
где а - расстояние от растянутой грани сечения до центра тяжести продольной рабочей арматуры; принимается в пределах а = 4…10 см (задаётся по своему усмотрению, при этом чем больше изгибающий момент в сечении, тем больше должно быть это расстояние).
Рис.4.1 Расчётное поперечное сечение ригеля: а - в пролёте, б - на средних опорах.
Условный параметр А0:
Относительная высота сжатой зоны:
Относительное плечо внутренней пары сил: η = 1 - 0,5ξ
Требуемая площадь сечения арматуры:
Подбираем по сортаменту необходимый диаметр стержня, учитывая, что число стержней в сечении - 4.
Арматура подбирается для трех сечений ригеля:
1 - сечение в крайнем пролете (М11);
2 - сечение в левой средней опоре (М21 = М23);
3 - сечение в среднем пролете (М22).
На средней опоре используется расчётный изгибающий момент в сечении ригеля по грани колонны (п.2.4.3).
Граничная относительная высота сжатой зоны:
,
где ω = a - 0,008 Rbgb2 = 0,85 - 0,008 × 14,5 × 0,9 = 0,7456;
σsR = Rs = 365 МПа (для ненапрягаемой арматуры).
Толщина защитного слоя бетона аb для продольной рабочей арматуры должна составлять (п.5.5 СНиП [2]):
не менее диаметра стержня: аb ≥ d,
не менее 20 мм в балках высотой h ≥ 250 мм: аb ≥ 20 мм.
Расстояние в свету между стержнями продольной рабочей арматуры аs должно составлять (п.5.5 СНиП [2]):
не менее наибольшего диаметра стержня: аs ≥ d,
не менее 25 мм для нижней арматуры и 30 мм для верхней: аs ≥ 25 (30) мм.
Расстояния по высоте между осями арматурных стержней (рис.4.1) должны назначаться с учётом этих требований, а также кратными 5 мм:
а1 ³ аb + 0,5d, кратно 5 мм;
а2 ³ аs + d, кратно 5 мм.
Тогда расстояние от растянутой грани сечения до центра тяжести продольной рабочей арматуры составит:
а = а1 + 0,5а2.
Если оно сильно отличается от принятого ранее, особенно в большую сторону, то прочность может быть не обеспечена и расчёт необходимо провести заново. Если это расстояние отличается не сильно и площадь арматуры взята с запасом, расчёт можно не повторять. Окончательно это выяснится в табл.4.2.
4.3 Подбор продольной рабочей арматуры ригеля
Таблица 4.1.
Расчётное сечение |
в крайнем пролёте |
на левой средней опоре |
в среднем пролёте | |
М, кН·см |
М11 = 60 799 |
Mfr = 43 400 |
М22 = 34 098 | |
h0 = h - a, см |
75 - 8 = 67 |
75 - 7 = 68 |
75 - 6 = 69 | |
А0 |
0,4151 |
0,2877 |
0,2195 | |
ξ |
0,5880 |
0,3484 |
0,2510 | |
η |
0,706 |
0,826 |
0,874 | |
Требуемая Аs, см2 |
35,22 |
21,17 |
15,49 | |
Принятое армирование |
4Æ36 А 400 |
4Æ28 А 400 |
4Æ25 А 400 | |
Фактич. Аs, см2 |
40,72 |
24,63 |
19,68 | |
а1, мм |
Минимальное |
36 + 0,5×36 = 54 |
28 + 0,5×28 = 42 |
25 + 0,5×25 = 37,5 |
Принятое |
55 |
45 |
40 | |
а2, мм |
Минимальное |
36 + 36 = 72 |
30 + 28 = 58 |
25 + 25 = 50 |
Принятое |
75 |
60 |
50 | |
Фактич. а, мм |
55 + 0,5·75 = 92,5 |
45 + 0,5·60 = 75 |
40 + 0,5×50 = 65 | |
Фактич. h0 = h - a, см |
75 - 9,25 = 65,75 |
75 - 7,5 = 67,5 |
75 - 6,5 = 68,5 | |
Расст. h01 = h - a1, см |
75 - 5,5 = 69,5 |
75 - 4,5 = 70,5 |
75 - 4 = 71 |