Расчёт и конструирование одноэтажного нежилого здания

Исходные данные
Принимаем конструктивную схему здания каркасного типа с несущими внешними стенами (так называемый неполный каркас). Так как длина здания составляет 72 м, то здание будет с деформационным швом.
Монолитное балочное перекрытие проектируем из главных, второстепенных балок и монолитной плиты, которая объединяет все балки.
1. Проектирование и расчёт монолитной плиты перекрытия балочного типа


Определим предварительные размеры сечения балок перекрытия
Принимаем толщину монолитной плиты hf’ = 90 мм.
1. Главная балка.
мм
Принимаем = 500 мм.
мм
Принимаем bгл.б = 250 мм.
2. Второстепенная балка
мм
Принимаем lвт.б = 400 мм.
мм
Принимаем b = 200 мм.
2. Проектирование и расчёт монолитной плиты перекрытия балочного типа
Проектируем два варианта армирование монолитной плиты: отдельными стержнями и сварными сетками.
Монолитная плита разделена системой балок на отдельные прямоугольные ячейки, каждая из которых опёрта по контуру. Определим соотношение сторон этих ячеек:

где: S – шаг второстепенных балок.
Так как 4,57 > 2, то расчёт монолитной плиты ведём в направлении короткого пролёта S.
Для статического расчёта монолитной плиты выделим часть плиты b = 1 м и рассмотрим её как многопролётную неразрезную балку, промежуточными опорами которой являются второстепенные балки.

Определим расчётные пролёты неразрезной балки
1. Крайний пролёт
мм
где: S’ – крайний пролёт плиты. S’ = 1400 мм.
а – привязка оси до внутренней грани стены. а = 200 мм.
с – длина операния плиты на стену здания. с = 150 мм.
2. Средние пролёты
мм
Расчёт нагрузки на 1 погонный метр монолитной плиты
Для этого определим нагрузку на 1 м2 перекрытия. Расчёт сводим в таблицу 1.
Таблица 1
Вид нагрузки Нормативная, кН/м^2

Коэфф. надёжности по нагрузке

Расчётная, кН/м^2


1. Постоянная:
а) Вес пола 0,64 1,1 0,704
б) Стяжка
0,4 1,15 0,46
в) Засыпка шлака 0,7 1,2 0,84
г) Монолитная плита 2 1,1 2,2
Итого: 4,204
2. Временная 9,5 1,2 11,4
Определим расчётное значение нагрузки на 1 пог.м. перекрытия:

Расчётная схема

Определим изгибающие моменты
1. Для армирования отдельными стержнями
кНм
кНм
где: м
кНм
Назначение материалов для монолитной плиты
1. Принимаем тяжёлый бетон класса В15:
Rb = 8,5 МПа; Rbt = 0,75 МПа.
Для дальнейших расчётов принимаем:
Rb·γb2 = 8,5·0,9 = 7,65 МПа = 7,65·103 кПа;
Rbt·γb2 = 0,75·0,9 = 0,675 МПа = 0,675·103 кПа;
где: γb2 – коэффициент, учитывающий условия работы бетона. γb2 = 0,9.
2. Для армирования отдельными стержнями принимаем класс арматурной стали А-I:
Rs = 225 МПа = 225·103 кПа.
Для армирования сварными сетками принимаем арматуру класса Вр-I:
Rs = 410 МПа = 410·103 кПа.
Расчёт необходимой площади армирования в расчётных сечениях
Определим рабочую высоту сечения:
мм
Коэффициент, характеризующий напряженность сечения определяем по формуле:

где: b – ширина расчётной полосы плиты. b = 1 м.
Требуемую площадь арматуры определяем по формуле:

где: η – значение относительного плеча внутренней пары сил (принимаем по таблице).
Процент армирования проверяем по формуле:

Расчёт необходимой площади арматуры при армировании отдельными стержнями
1. Сечение в первом пролёте (М1)

η = 0,969
м2
Принимаем по сортаменту: 56 А-I. 1,42 см2 > 1,36 см2

2. Сечение в среднем пролёте (М3)

η = 0,977
м2
Принимаем по сортаменту: 56 А-I. 1,42 см2 > 1,01 см2

3. Сечение на первой промежуточной опоре (М2)

η = 0,975
м2
Принимаем по сортаменту: 56 А-I. 1,42 см2 > 1,11 см2

Расчёт необходимой площади арматуры при армировании сварными сетками
1. Сечение в среднем пролёте (М3)
→ η = 0,977
м2
Принимаем сетку: С-1
1,31 см2 > 0,55 см2

2. Сечение в первом пролёте (М1) и на первой промежуточной опоре (М2)
→ η = 0,969
м2
см2
Принимаем сетку: С-2
(0,35 + 1,31) = 1,66 см2 > 1,522 см2