2. Исходные данные для проектирования.
Разработать конструкции четырехэтажного общественного здания, предназначенного для торговых и экспозиционных целей. Здание с монолитными балочными перекрытиями, несущими кирпичными стенами и внутренними кирпичными столбами. Размеры здания 19,8×30 м, высота этажей 4,2 м. Нормативная временная нагрузка на междуэтажное перекрытие vn= 6,5 кН/м2, в том числе длительная 4,0 кН/м2, кратковременная 2,5 кН/м2. Коэффициент надежности по назначению здания γf = 0,95. Район строительства – Москва. Расчетная снеговая нагрузка 1,8 кН/м2 , в том числе длительная 50% от полной. Местность типа «В». Скорость ветра 4 м/сек /3/. Температурные условия обычные, влажность воздуха более 40%, условное расчетное сопротивление грунта R0 = 0,3 МПа. Главные балки по осям колонн расположены поперек здания. Толщина кирпичных наружных стен не менее 65 см.
Фундаменты под колонны – отдельные, бутобетонные, ступенчатого типа; под кирпичные стены - ленточные из фундаментных стеновых блоков по распределительным фундаментным подушкам. Монолитная плита и балки перекрытия изготавливаются на строительной площадке из тяжелого бетона класса В20. Распалубочная прочность принимается не менее 75% прочности, соответствующей классу бетона В20. Армирование плиты сварными (вязаными) сетками и каркасами. Проектное положение арматуры обеспечивается пластмассовыми фиксаторами, установленными равномерно по площади изделия. Закладные детали фиксируются монтажной сваркой к каркасам или сеткам. Арматура каркасов и сеток А400 или В500. Расчетное сопротивление арматуры А400, Rs= 355 МПа; арматуры В500, Rs = 415МПа. Бетон тяжелый класса В20, Rb =1,5 МПа, Rbt=0,90 МПа. Проектируемое перекрытие рассчитывается по предельным состояниям первой группы для работы конструкции в стадии эксплуатации. Схема монолитного перекрытия представлена на рис. 2.1.
2.1. Размеры и расчетные пролеты элементов перекрытия
Главные балки располагаются поперек здания, номинальная длина 6,6 м, номинальная длина второстепенных балок 6,0 м. Расстояние между осями второстепенных балок 2200 мм. В продольном направлении жесткость здания обеспечивается продольными кирпичными стенами, толщиной 65 см. В поперечном направлении здания работает по связевой системе, где роль вертикальных связевых диафрагм выполняют торцевые стены и лестничные клетки, что позволяет производить расчет перекрытия только на вертикальные нагрузки.
Высота сечения плиты при пролете l ≈ 2÷2,5м и полезной нормативной нагрузке vн = 6 кНм2, принята 60 мм. Нормативная погонная постоянная нагрузка от собственной массы плиты при ширине грузовой полосы 2,2 м равна
0,06×1,0×1,0 × 2500 ×2,2 = 330 кг/м, (3,3 кН/м).
Вес второстепенных балок примем как 10% от веса плиты. Тогда нормативная погонная нагрузка от собственной массы перекрытия равна 3,30×1,1=3,63кН/м.
Временная нормативная погонная нагрузка при ширине грузовой полосы
2,2 м, равна 6,0 ×2,2 = 13,2 кН/м. Полная нагрузка 3,63 + 13,2 = 16,83 кН/м.
При пролете балки l ≈ 6,0м и общей нормативной нагрузке 16,83 кН/м, рекомендуемые размеры второстепенной балки h× b = 40×20 см. Размеры главной балки принимаем h× b = 50×30 см. Общая длина расчетной полосы плиты равна расстоянию между внутренними гранями продольных стен, 19800 – 2∙200 = 19400 мм.
Расчетный пролет плиты в крайних пролетах по короткому направлению равен расстоянию между боковой поверхностью второстепенной балки и серединой площадки опирания плиты на стены, в средних пролетах расстоянию в свету между второстепенными балками. Приняв глубину заделки плиты 200 мм, получим величину расчетной длины первого пролета
l01 = 2200 –200/2 – 200/2 =2000 мм.
Расчетная длина средних пролетов
l0 = 2200 – 2×200/2 = 2000 мм.
Расчетный пролет плиты в крайних пролетах по длинному направлению равен расстоянию между боковой поверхностью главной балки и серединой площадки опирания плиты на стены, в средних пролетах расстоянию в свету между главными балками. Приняв глубину заделки плиты, равную глубине заделки второстепенной балки (200мм), получим расчетную длину первого пролета в длинном направлении
l'01 = 6000 – 200/2- 300/2 = 5750 мм.
Расчетная длина средних пролетов
l'0 = 6000 – 2×300/2 = 5700 мм.
Отношение сторон составляет для средних пролетов 5,7/2,0 = 2,85. Для крайних пролетов это отношение составляет 5,75/2,0=2,875.
Таким образом, для всех пролетов, указанное отношение больше двух, что позволяет рассчитывать плиту как балочную по короткому направлению, а арматуру по длинной стороне устанавливать конструктивно.