1. РАЗБИВКА БАЛОЧНОЙ КЛЕТКИ И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА
1.1 Исходные данные для проектирования
Здание больницы шестиэтажное с неполным железобетонным каркасом с кирпичными стенами. Расстояние в свету между стенами 18x21,4 м. Высота этажа 3,6 м. Нормативная нагрузка 3,8 кН/м2, в том числе длительная нагрузка 1,8 кН/м2 [1, прил. 1]. Коэффициент надежности по нагрузке γf=1,3 [2, п. 3.7]. Коэффициент надежности по назначению здания γп =1,0 [1, прил. 6]. Плиты многопустотные с круглыми пустотами.
Таблица 1 – Характеристики элементов
Сборная плита Ригель Колонна Фундамент Класс бетона В25 В20 В25 В20 Класс арматуры АIV AIII AIII AIII
1.2 Варианты разбивки балочной клетки
Первый вариант – балки расположены вдоль помещения [рис. 1.1]. Характеристики варианта: плиты 6,00х1,20 – 10 шт., 6,00х1,50 – 14шт., 6,30х1,20 – 5 шт., 6,30х1,50 – 7шт.; связевые плиты 6,00х2,20 – 4 шт., 6,3х2,2 – 2 шт.; пролет балок (по осям колонн) 7,40 м.
Второй вариант – балки расположены поперек помещения [рис. 1.2]. Характеристики варианта: плиты 5,40х1,20 – 32 шт., 5,40х1,50 – 4шт., 5,40х2,20 – 4 шт.; связевые плиты 5,40х2,20 – 8 шт.; пролеты балок (по осям колонн) 5,4 м.
Рисунок 1.1. Расположение балок вдоль помещения
Рис.1.2. - Расположение балок поперек помещения
1.3 Расчет вариантов
Для сравнения вариантов по расходу железобетона, необходимо определить требуемые размеры балок перекрытия в обоих вариантах при одинаковом коэффициенте армирования. Экономическое значение этого коэффициента для балок равно μэ = 1,2 – 1,8 %.
1.3.1 Сбор нагрузок на 1 м2 перекрытия
Нормативную нагрузку от собственного веса пола принимаем по [1, прил. 2]: керамический пол – 1,2 кН/м2. Собственный вес плиты принимаем по [1, прил. 3]: плита с круглыми пустотами - 2,5 кН/м2. Сбор нагрузки на 1 м2 перекрытия представлен в табличной форме [табл. 1.1].
Таблица 1.1 - Сбор нагрузок на перекрытие
Нагрузка
Нормативная нагрузка,
кН/м2
γf
Расчетная
Нагрузка,
кН/м2
Постоянная Керамическая плитка 0,3 1,1 0,33
Слой цементного раствора 0,03х22кН/м3
0,66 1,3 0,85 Звукоизоляция 0,24 1,2 0,28 Многопустотная плита с круглыми пустотами 2,5 1,1 2,75
Итого γn=1
3.70 4,21 Временная 3.8 1,2 4.56 в том числе длительная 1.8 1.2 2.16 кратковременная 2.0 1,2 2.4 Полная 7.5 8.77 в том числе постоянная и длительная 5.5 - кратковременная 2.0 –
1.3.2 Расчет первого варианта
Назначение предварительных размеров балки. Высота:
7,4м=0,925…0,616 м.
Принимаем h = 0,7 м. Ширина:
м.
Принимаем b = 0,3 м.
Собственный вес 1 погонного метра балки равен:
Qb = b h γ = 0,3 x 0,70 x 25 = 5,25кН/м,
где γ =25 кН/м3 – удельный вес бетона.
Расчетная нагрузка на погонный метр балки [рис. 1.3] равна:
8,77+5,25х1,1= 59,05 кН/м.
Рис. 1.3 - Нагрузка на погонный метр балки.
Момент в первом пролёте:
во втором пролете:
Принимаем μэ = 1,5 %. Тогда:
где МПа [3, табл. 22]; МПа [3, табл. 13]; γb2=0,9 [3, табл. 15]
Определяем значение h0:
[3, формула (25)]
где [2, формула (26)]
Так как (0,528 < 0,628), то
;
=0,47 м.
и h = h0 + a = 0,47+0,055=0,525 м. Принимаем h = 0,55 м.
1.3.3 Расчет второго варианта
Оставим как и в первом варианте, предварительные размеры балки 0,3х0,70м. Тогда:
Расчетная нагрузка на погонный метр балки равна:
8,77+5,25х1,1=52,69 кН/м.
Момент в пролёте:
;
Принимая μэ = 1,5 %, имеем:
, , ;
=0,38 м.
h=h0+a=0,38+0,055=0,435 м. ............
