Расчет железобетонной монолитной плиты перекрытия. I. Проектирование монолитного железобетонного перекрытия.

Расчет железобетонной монолитной плиты перекрытия. I. Проектирование монолитного железобетонного перекрытия.

В соответствии с заданием требуется запроектировать четырехэтажное здание типа с размерами в плане между внутренними гранями стен L = 32.4 м, В = 25.8 м. Стены кирпичные несущие толщиной 510 мм. Привязка разбивочных осей стен принята равной 120 мм.

Оконные проемы в здании приняты шириной 2,3 м, высотой 2,1 м. Высота этажей между отметками чистого пола h_эт= 4,6 м. Временная нагрузка нормативная на всех междуэтажных перекрытиях vⁿ= 11 кН/м², в том числе кратковременная v_shⁿ= 1,5 кН/м². Снеговая нагрузка на кровле v_снⁿ= 1 кН/м².

Подошва фундаментов основывается на грунте с расчетным сопротивлением R = 0,35 МПа. Отметка подошвы фундамента – 1,5 м.

Междуэтажные железобетонные перекрытия опираются на наружные кирпичные стены и внутренние железобетонные колонны. Кровельное покрытие опирается только на наружные стены. В качестве несущих элементов покрытия используются сборные железобетонные фермы или балки. Промежуточные колонны доводятся только до междуэтажного перекрытия четвертого этажа.

1. Разбивка балочной клетки.

При рекомендуемой величине пролетов второстепенных и главных балок от 5,0 до 7,0 м, в зависимости от интенсивности временной нагрузки на заданной длине здания в свету L = 32.4 м и ширине В = 25,8 м могут быть приняты 6 пролетов второстепенных продольных балок и 4 пролета главных поперечных балок. С учетом рекомендаций о целесообразности уменьшения до 10% крайних пролетов балок в сравнении со средним получим

откуда l₁= 32.4 : 5,8 = 5,586 м.

Принимая с округлением средние пролеты второстепенных балок l_ср= 5,58 м, получим величину крайних пролетов l_кр= (32.4 – 5,58  4) : 2 = 5,04 м.

При рекомендуемом шаге второстепенных балок от 1,8 до 2,5 м в каждом из четырех пролетов главных балок могут расположиться по три пролета плиты. С учетом рекомендаций о целесообразности уменьшения до 20% крайних пролетов плиты в сравнении со средними получим В = 25,8 м = 0,8 l₂+ 10 l₂+ 0,8 l₂= 11,6 l₂

Откуда l₂= 25,8 : 11,6 = 2,224 м.

Принимая с округлением средние пролеты плиты l¢_ср= 2,22 м, получим величину крайних пролетов l_кр= (25,8 – 2,22  10) : 2 = 1,8 м.

Схема балочной клетки монолитного перекрытия.

Монолитная плита перекрытия 12 см. Армирование монолитного перекрытия.

Давно известно, что бетон прекрасно работает на сжатие, а арматура, наоборот – на растяжение. При объединении этих двух параметров получается отличный строительный материал – железобетон.

Арматура монтируется в зоне растяжения бетонной плиты и воспринимает все усилия этого растяжения. Арматуру такого типа принято называть рабочей (продольной), она должна иметь высокий коэффициент сцепления с бетонной смесью. Если это условие не будет выполнено, то бетон не будет передавать на арматуру эксплуатационную нагрузку.

Армирование монолитного перекрытия.

Для армирования монолитного перекрытия используются стальные стержни с периодическим профилем, которые имеют маркировку А3, согласно устаревшему ГОСТу или А400, согласно новому стандарту. Расстояние между арматурными стержнями, называется шагом армирования, наиболее используемый в плитах перекрытия шаг равен 15-20 сантиметрам.

Если происходит защемление в участке, прилегающем к опорам, то вероятно возникновение опорного момента, который формирует усилие растяжения в верхней зоне перекрытия. По этой причине, монолитное перекрытие армируется, как в верхней зоне бетона, так и в нижней. Самые большие напряжения возникают по центру плиты или по ее краям, поэтому этим зонам при армировании необходимо уделить особое внимание.

Для того чтобы арматурные сетки находились на определенном расстоянии друг от друга, устанавливаются специальные подставки. Изготавливаются они из арматуры диаметром 10 мм (класс Ат400С). Арматура изгибается, как показано на рисунке. Нижние грани подставки имеют длину 350 мм, верхняя – 300 мм. Высота подставки 100 мм, при толщине плиты 200 мм. Устанавливаются подставки с шагом 800-800 мм в шахматном порядке.

На торцах плиты устанавливают «П» образные детали из арматуры диаметром 10 мм (класс А400С). Они служат для усиления краев перекрытия. Длинна верхней и нижней части 400 мм, высота 140 мм, как показано на рисунке (при толщине плиты 200мм).

Расчет жб плиты перекрытия онлайн. Расчет пошагово

В автоматическом режиме выполнить расчет плиты перекрытия для жилого здания поможет онлайн-калькулятор – нужно только ввести геометрические размеры конструкции и марку используемого бетона. Вычисление производится на основании нормативных параметров и нагрузок, которые регламентированы СНиП 2.01.07-85.

Методику самостоятельного определения параметров рассмотрим ниже.

Определение расчетной длины плиты

Основными понятиями при проектировании геометрии монолитной плиты являются проектная и физическая длина. Под понятием «расчетная длина» следует понимать минимальное расстояние между наиболее удаленными стенами. Из этого можно сделать вывод, что физическая длина будет всегда больше проектной.

Монолитная плита перекрытия может быть однопролетной (опираться по длине только на 2 несущие стены) и многопролетной (опираться на 3 и более стеновые конструкции). Опирание на стены может быть выполнено жестко (с защемлением) и шарнирно.

Рисунок 3. Схема жесткого опирания

Рисунок 4. Схема шарнирного опирания

Рисунок 5. Схема многопролетного монолитного перекрытия

Толщину плиты можно рассчитать по соотношению 1:30 к расчетной площади перекрытия. Обычно она составляет не менее 200 мм.

Предварительное определение класса арматуры и марки бетона

Расчет междуэтажного (межэтажного) перекрытия начинается с определения класса арматуры. Это можно выполнить вручную или выбрать из таблицы на рис. 6.

Рисунок 6. Формула и таблица для выбора класса арматуры

Класс арматуры без расчетов подбирается по значению a_R, обозначающему расстояние от центра поперечного сечения прутка до нижнего уровня плиты. С увеличением данного расстояния (его минимальное значение должно быть не меньше диаметра самой арматуры, но и не менее 10 мм) повышается прочность сцепления прутка с бетоном. Также его можно принять по коэффициенту ξ_R, который высчитываетсяпо формуле, приведенной на рис. 6.

При выборе марки бетона нужно учитывать, что этот материал является неоднородным, поэтому его физико-механические свойства (даже при условии изготовления образцов из одного замеса) характеризуются значительным разбросом.

Расчет монолитной плиты перекрытия по металлическим балкам. Монолитное перекрытие по металлическим балкам

Иногда в частном домостроении применяется такой вариант перекрытий – монолитное железобетонное, опирающееся на металлические балки (спаренные швеллеры, двутавры, труба квадратная и т.д.).Плюсами такого перекрытия является то, что за счет довольно часто расположенных балок (от 1 м до 2,5 м в среднем) само перекрытие можно сделать довольно тонким (но не менее 50 мм). Армируется такое перекрытие в один слой, что тоже дает немалую экономию.

Основным минусом является то, что по требованиям пожарной безопасности металлические конструкции нужно покрывать специальным огнезащитным составом, а это недешевое удовольствие.

В данной статье мы рассмотрим два вопроса: как выполнить железобетонное перекрытие и как подобрать металлические балки.

С чего следует начать? С анализа перекрытия в плане. Допустим, у нас перекрытие размером 4х8 м. Рациональней расположить балки вдоль короткой стороны плиты, т.е. длина балок будет 4 метра (не считая глубины опирания на стены). Чем короче балка, тем меньше металла мы на нее потратим, и тем реже эти балки можно расставить. Конечно, это не жесткое правило, а просто рациональный совет.

Далее необходимо собрать нагрузки на 1 м 2 перекрытия. Как собирать нагрузки, подробно изложено в статье «Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома». При этом учитывается:

– временная нагрузка на перекрытие,

– нагрузка от веса перегородок (желательно балки располагать под перегородками, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на облегченное перекрытие),

– нагрузка от веса полов,

– собственный вес перекрытия.

Затем нужно задаться шагом металлических балок. Здесь на первый план выходит монолитное перекрытие. Если сделать шаг балок слишком частым, мы рискуем вызвать перерасход как металла, так и железобетона. Если расстояние между балками, наоборот, слишком большое, это вызовет увеличение арматуры в плите, увеличение толщины этой плиты (при этом значительно возрастет нагрузка на балки), а значит увеличится и сечение балок. Поэтому всегда перед началом расчета нужно анализировать и подбирать оптимальное расстояние между балками перекрытия. Изложенные ниже расчеты применимы при условиях: между всеми балками должно быть одинаковое расстояние; должно выполняться условие L 1/ L 2 > 2, где L 1 – длина балки, L 2 – расстояние между соседними балками.

В принципе, есть несколько путей расчета перекрытия такого типа.

Первый путь (более трудоемкий, особенно без достаточного опыта, но иногда необходимый). Можно задаться профилем металлических балок (допустим, у вас уже есть в наличии металл конкретного профиля); затем, задавшись толщиной перекрытия и шагом балок, можно собрать нагрузки и выполнить расчет балки. При этом, выполняя расчет, вы за несколько подходов можете определить максимально допустимое расстояние между балками, при котором выполняются условия прочности и деформативности. После этого можно перейти к расчету перекрытия и определить его толщину и армирование. Если все прошло – хорошо. Если толщина оказалась большей, чем вы задавали, расчет нужно будет повторить с начала – пока не сойдутся все части задачи.

Второй путь. Расчет начинается с железобетонного перекрытия. Задаемся шагом балок и толщиной плиты, собираем нагрузки и выполняем расчет плиты. При необходимости, корректируем шаг балок и толщину плиты до наиболее экономичных результатов. Собираем нагрузку на балку с получившегося пролета и подбираем сечение балок.

Второй путь мы рассмотрим на примере.

Расчет ведется для условно выделенной полосы плиты шириной 1 м.

Необходимо перекрыть помещение размером в плане 6х10 м. Над перекрытием будут жилые комнаты – временная нагрузка 150 кг/м 2 . Материалы плиты: бетон класса В15, расчетное сопротивление бетона Rb = 7,7 МПа, арматура горячекатаная периодического профиля класса А400С, расчетное сопротивление арматур ы Rs = 365 МПа.

Минимальная толщина перекрытия должна быть больше, чем L /35, где L – расстояние между балками.

Задаемся шагом балок – 2,5 м, направление балок – вдоль короткой стороны помещения, толщина ж.б. перекрытия – 80 мм (что больше, чем 2,5/35 = 0,071 м = 71 мм), расстояние от нижней грани плиты до рабочей арматуры – 35 мм.

Программа для расчета монолитной плиты перекрытия. МОНОЛИТ

Продукт входит в состав: SCAD Office

Программа предназначена для проектирования железобетонных монолитных ребристых перекрытий, образованных системой плит и балок, опирающихся на колонны и/или стены.

Сертификат соответствия Госстроя России

№РОСС RU.СП09.Н00026.

Система разработана в соответствии с требованиями действующих норм (СНиП 2.03.01-84*. «Бетонные и железобетонные конструкции», ГОСТ 21.501-93 (ДСТУ Б А.2.4-7-95). Система проектной документации для строительства. «Правила выполнения архитектурно-строительных рабочих чертежей», ГОСТ 21.101-97 (ДСТУ Б А.2.4-4-99). Система проектной документации для строительства. «Основные требования к проектной и рабочей документации»).
Работает в нескольких режимах:

• Информационные режимы – характеристики бетона и арматуры, включающие таблицы СНиП со значениями нормативного и расчетного сопротивлений бетона и арматуры по предельным состояниям 1-й и 2-й групп, а также сортамент арматуры.
• Ввод исходных данных – узлы, колонны, балки, стены, плиты, информация об армировании плит и балок.
• Конструирование – результаты, чертежи.

При создании программы использовались «Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры», «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)», справочное пособие «Проектирование железобетонных конструкций».

Результатом работы программы является необходимый комплект рабочих чертежей перекрытия.

Предусмотрена полная унификация арматурных изделий. Все выходные документы готовятся в стандартных форматах большинства используемых печатающих устройств А4 и А3.

Режим ввода исходных данных – Схема перекрытия

Общая схема перекрытия компонуется на ортогональной сетке узлов, имеющих последовательную нумерацию. Узлы располагаются в местах пересечения конструктивных элементов перекрытия – балок, стен, колонн. Плиты перекрытия постоянной толщины приняты расположенными в уровне верхней грани балок. Балки прямоугольного сечения (таврового с полкой у верхней грани) подразделяются на второстепенные, воспринимающие равномерно распределенную нагрузку от плит перекрытия, и главные, несущие нагрузку от второстепенных балок перпендикулярного направления. Опорами перекрытия служат несущие стены здания и/или колонны монолитного каркаса. При этом условия опирания перекрытия на стены определяются материалом стен: кирпичных, предусматривающих свободное безмоментное опирание балок и плит, и бетонных, монолитно связанных с перекрытием и обеспечивающих жесткое моментное сопряжение балок и плит с опорной конструкцией. Все несущие элементы сооружения (стены, колонны, балки) могут быть размещены эксцентрично относительно осей, соединяющих узлы разбивочной сетки.

Сетки и каркасы

Текущая версия программы предусматривает армирование конструкций сварными каркасами и сетками, изготовляемыми с помощью точечной сварки соединений стержней.

Режим Конструирование – Результаты

Результатом работы программы является необходимый комплект рабочих чертежей перекрытия, опалубочный план с характерными сечениями, планы верхней и нижней арматуры плиты (раскладка арматурных сеток), арматурные чертежи балок, чертежи сварных каркасов и сеток, использованных для армирования плит и балок, ведомость деталей, ведомости расхода стали по балкам, плитам и сводная, а также спецификации по балкам, плитам и сводная, приводятся необходимые примечания. В подсистеме предусмотрена полная унификация арматурных изделий.

В состав рабочих чертежей проекта входят:

• ведомость чертежей;
• пояснительная записка;
• конструктивная схема;
• опалубочный план;
• разрезы;
• балки (пролеты);
• колонны;
• раскладка нижних сеток;
• раскладка верхних сеток;
• ведомость деталей;
• ведомость расхода стали по плитам;
• спецификация по плитам;
• ведомость расхода стали сводная;
• спецификация сводная.

Технические требования

Программа МОНОЛИТ работает в операционной среде Windows 95/98/NT/2000/XP.