Монолитное перекрытие из железобетона можно назвать самым надежным и универсальным с рядом преимуществ.
Перекрыть таким способом можно помещения практически любых габаритов. Единственное условие для перекрытия больших помещений – это необходимость в дополнительных опорах. Монолитные перекрытия обладают высокой звукоизоляцией – при своей сравнительно небольшой толщине они полностью подавляют все посторонние шумы.
Кроме того, вы экономите на отделочных работах. На монолитном ж/б перекрытии можно использовать практически любой тип чистового пола. Высокая несущая способность монолитного ж/б перекрытия обеспечивается арматурой, заложенной в нижней, растягивающейся зоне . Диаметр рабочей арматуры и ее шаг должен быть определен по расчету монолитного ж/б перекрытия . Диаметр вспомогательной арматуры , не должен быть менее 6 мм.
Пример расчёта монолитного ж/б перекрытия.
Требуется рассчитать монолитное перекрытие толщиной 20 см в доме размером 6×9 м.
Расчёт.
М = qL²/8,
где q — распределенная нагрузка на каждый метр монолитного перекрытия.
q = собственный вес монолитного перекрытия + эксплуатационная нагрузка
q = 400 кг/м²×1м + 2500кг/м³×1м×0,2м = 400кг/м + 500 кг/м = 900 кг/м
h0 — расстояние от центра сечения арматуры до края сжатой зоны ж/б перекрытия
Расчётное сопротивление сжатию для бетона класса В20 — Rпр (Rb) = 117 кгс/см2 (11,5 МПа).
b = 1 м , тоже значение что и в моих предыдущих расчетах в группе построим свой дом //vk.com/wall-72891995_213 Расчетное сопротивление растяжению для арматуры класса А-III — Ra = 3600 кгс/см2 (355 МПа).
М = 900×6²/8= 4050 кг•м
А0 = M/b×h0²×Rпр = 4050/(1×0,16²×1150000) = 0,138
По вспомогательной таблице к записи находим η = 0,925 и ξ = 0,15 (vk.com/postroim_svoi_dom ).
Для проектирования оптимальных по стоимости железобетонных изделий рекомендуется принимать:
μ% = 1÷2%, ξ = 0.3÷0.4 — для балок
μ% = 0.3÷0.6%, ξ = 0.1÷0.15 — для плит перекрытия
Требуемая площадь сечения арматуры:
Fa = M/η×h0×Ra = 4050/(0,925×0,16×36000000) = 0,00076 м2 = 7,6 см2.
На каждом метре монолитного перекрытия должно быть 5 стержней арматуры Alll d14мм (шаг 20 см). Основная рабочая арматура Аlll d14мм располагается параллельно короткой стороне дома (6м), центр ее сечения находится на расстоянии 4 см от низа перекрытия.
Fa(факт)= 1,439×5=7,695см²
Fa ≤ Fa(факт)
7,6 см² < 0,7695 см²
Условие выполняется.
Коэффициент армирования —
μ = Fa/b×h,
Процент армирования — μ% = 100×μ
μ% = 100×7,695/100×20 = 0,385 %
0,385% находится в рекомендуемых пределах для плит (0,3-0,6).
Проверка соблюдения граничных условий:
ξ ≤ ξR
ξR = ξ0/{1+σа/400(1+ξ0/1,1)}
ξ0 = a — 0.008Rпр,
где Rпр принимается в МПа; коэффициент а = 0.85 для тяжелого бетона и а = 0.8 для бетона на пористых заполнителях.
ξ0 = 0.85 — 0.008·11,5 = 0,758
ξR = ξ0/{1+σа/400(1+ξ0/1,1)}
ξR = 0.758/(1 + 365/400(1 + 0.758/1.1)) = 0,2984
0,15 < 0,2984
Граничное условие выполнено.
Проверка прочности по касательным напряжениям.
Так как арматуру в верхнем слое и поперечное армирование в монолитном перекрытии (хомуты или вертикальные стержни) мы не предусматривали, то следует проверить прочность монолитного перекрытия по касательным напряжениям :
Qmax ≤ 2.5×Rbt×b×ho ,
где Qmax — максимальное значение поперечной силы (определяется по эпюре поперечных сил). При нашей расчетной схеме Qmax = ql/2 = 900·6/2 = 2700 кг;
Rbt — расчетное сопротивление бетона растяжению //vk.com/wall-72891995_272, для класса бетона B20 Rbt = 9,18 кгс/см2;
2700 кг < 2,5×9,18×100×16= 36720 кг
Q ≤ 1.5Rbt×b×h0²/с
или
Qmax ≤ 0.5Rbt×b×ho + 3ho×q ,
где Q — поперечная сила в конце наклонного сечения, начинающегося от опоры; значение с принимается не более сmax = 3ho. При нашей расчетной схеме значение Q на расстоянии 3×16 = 48 см или 0,48м от опоры составит Q = ql/2 — 0,48q = 2700 — 900·0,48= 2268 кг;
2268 кг < 1.5·9,18·100·16²/48 = 7344 кг
Условия прочности по касательным напряжениям выполняется и в этом случае расчёта поперечной арматуры по сечениям, наклонным к продольной оси, не требуется. Однако это вовсе не означает, что арматура в верхней части ж/б перекрытия и поперечная арматура совсем не нужны. Дело в том, что мы рассчитывали монолитную плиту перекрытия на равномерно распределенную нагрузку, в действительности же нагрузка далеко не всегда может рассматриваться как равномерно распределенная. При установке тяжёлых предметов и мебели на монолитную плиту перекрытия часть нагрузок будет сосредоточенными. В таких случаях и значение момента может быть несколько больше, но самое главное, возникают значительные местные напряжения. Арматура верхнего пояса и поперечная арматура перераспределяет внутренние напряжения, а потому использование арматуры в верхнем поясе и поперечной арматуры необходимо в плитах перекрытия, для которых все возможные нагрузки и их сочетания предусмотреть не возможно. Диаметр стержней арматуры верхнего пояса и поперечной арматуры можно выбрать меньше диаметра рабочей арматуры.
Читайте также пример расчёта деревянного перекрытия — //vk.com/wall-72891995_17
Пример расчёта стропильной системы — //vk.com/wall-72891995_96
Расчёт обрешетки — //vk.com/wall-72891995_213
Расчёт односкатной крыши — //vk.com/wall-72891995_256
Расчёт железобетонной перемычки — //vk.com/wall-72891995_272