Выбор рационального расположения главных и второстепенных балок

Выбор рационального варианта производят на основании сравнения технико-экономических показателей перекрытия в зависимости от назначения здания, конструктивных размеров, архитектурного оформления потолка, размеров помещений, эксплуатационных требований и т.п. При прочих равных условиях предпочтение отдают варианту с более высокими технико-экономическими показателями.

Для выбора более рационального варианта расположения главных и второстепенных балок составляется две схемы плана здания, в которых варьируются направления и величины пролетов главных и второстепенных балок. При этом пролет главных балок l _mb рекомендуется принимать (6... 8) м; второстепенных - l _sb = (5... 7) м; плиты - l _s = (1,5... 2,7) м. В перекрытиях с балочными плитами расположение главных и второстепенных балок выбирают так, чтобы соблюдалось условие l _sb / l _s 2. Ориентировочно высоту главных балок можно принимать в пределах h_mb =(1/8... 1/15)l _mb ; второстепенных h_sb =(1/8... 1/15) l_sb. Ширину балок принимают равной b = (0,3... 0,5)h. При h 60 см высоту балок принимают кратной 5 см; при h > 60 см - кратной 10 см.

Рекомендуется, чтобы крайние пролеты плит и второстепенных балок были несколько меньше средних, но не более чем на 20 %.

Об экономичности варианта разбивки сетки колонн и балок можно судить по значению приведенной толщины бетона, которая представляет собой объем бетона плиты, балок и колонн, отнесенный к 1 м² перекрытия. К разработке принимается вариант расположения второстепенных и главных балок, для которого приведенная толщина бетона будет наименьшей.

Составляем два варианта расположения главных и второстепенных балок (рис. 1.1).

Толщина плиты перекрытия для обоих вариантов принимаем равной h_s =6 см. Вычисляем приведенную толщину бетона используя [5, формулы (7.1)-(7.8)]:

;

;

;

;

;

;

;

I Вариант (l_mb =6000; l_sb = 5800; l_s = 1500)

II Вариант (l_mb =5800; l_sb = 6000; l_s = 1450)

Рисунок 1.1- Схемы вариантов монолитного междуэтажного перекрытия

I вариант продольное расположение главных балок:

;

;

;

Приведенная толщина бетона плиты:

;

Приведенная толщина бетона второстепенных балок:

;

Приведенная толщина бетона главных балок:

;

Приведенная толщина бетона колонн

;

Полная приведенная толщина бетона перекрытия:

h _red = 10,41+ 15,41 +34,02 +6,7 = 66,54мм.

II вариант поперечное расположение главных балок:

;

;

;

Приведенная толщина бетона плиты:

;

Приведенная толщина бетона второстепенных балок:

;

Приведенная толщина бетона главных балок:

;

Приведенная толщина бетона колонн

;

Полная приведенная толщина бетона перекрытия:

h _red = 11,27+ 16,36 +32,77 +6,7 = 67,11мм.

К разработке принимаем первый вариант как более экономичный, так как

h_I,red=66,54мм < h_II,red=67,11мм.

Толщина плиты принимается:

- согласно (1, таблица 11.3) для монолитных перекрытий производственных зданий не менее 60 мм;

- из условий прочности по (5, формула(7.9)) при полной расчетной нагрузке

,

где - расчетное сопротивление бетона сжатию ;

- по конструктивным требованиям из условия жесткости

;

Окончательно принимаем .

Высота второстепенной балки принимается:

- по (5, формула (7.10)) при полной расчетной нагрузке

;

;

- по конструктивным требованиям из условий жесткости

.

Принимая во внимание требования градации размеров балок, окончательно принимаем .

Ширина балки .

Принимаем .

Высота главной балки принимается:

- по (5, формула (7.11)) при полной расчетной нагрузке

;

- по конструктивным требованиям из условий жесткости

.

Окончательно принимаем .

Ширина главной балки .

Принимаем .

Сторона квадратного сечения колонны определяется следующим образом:

Принимаем с учетом градации размеров сечения колонны .