Расчетно-конструктивная часть. 
Строительство нового 2-этажного детского сада в городе Санкт- Петербурге

Расчет лестничного марша

Исходные данные. Рассчитать и сконструировать железобетонный ребристый марш марки 1ЛМ27.12.14−4. Ширина марша В=1200 мм, длина L = 2720 мм, высота Н = 1400 мм. Высота этажа Н_эт = 3,6 м, ступени размером 1430 см. Масса лестничного марша равна 1,52 т, объем бетона 0,67 м³.

Временная нормативная нагрузка на лестничную клетку pⁿ = 3,0 кПа (СП 20.13 330.2011 «Нагрузки и воздействия»), коэффициент надежности по нагрузке _f = 1,2 (СП 63.13 330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»).

Лестничный марш выполнен из бетона класса В20, продольная рабочая арматура лобового ребра класса А400, рабочая арматура плиты класса А500.

Определение прочностных характеристик материалов Для бетона класса В20:

• — нормативное сопротивление бетона осевому сжатию f_ck = 20 МПа и осевому растяжению f_ctk = 1,5 МПа (СП 63.13 330.2012);
• — коэффициент безопасности по бетону _с= 1,5 (для железобетонных конструкций);
• — расчетное сопротивление бетона осевому сжатию f_cd = f_ck/_с = 20/1,5 = 13,33 МПа, осевому растяжению f_ctd = f_ctk / _с = 1,5/1,5 = 1 МПа;
• — модуль упругости бетона при марке по удобоукладываемости Ж2E_cm = 3910³ МПа (СП 63.13 330.2012).

Продольная рабочая арматура А400:

— расчетное сопротивление f_yd = 365 МПа (СП 63.13 330.2012).

Поперечная арматура класса А500:

• — расчетное сопротивление f_yd = 450 МПа (СП 63.13 330.2012).
• — расчетное сопротивление f_ywd = 324 МПа (СП 63.13 330.2012).

Модуль упругости арматуры всех классов E_s = 20 010³ МПа.

Определение нагрузок, действующих на марш Сбор нагрузки на 1 м² горизонтальной проекции марша Таблица 3.1.

Расчетный пролет при длине площадки опирания с = 9 см.

L₀ = L — = (2720 — 98) — = 2622 — 60 = 2562 мм Расчетный пролет в горизонтальной проекции марша.

l₀ = L₀ cos = 2562 0,857 = 2196 мм Расчетная нагрузка на 1 метр погонной длины марша.

q₁ = q₁^табB = 9,78 1,2 = 11,74 кН/м Расчетный изгибающий момент в середине пролета марша.

кНм Расчетная поперечная сила на опоре.

кН Расчет прочности косоуров по нормальному сечению Действительное сечение марша заменяем на расчетное тавровое с полкой в сжатой зоне:

ширина ребра b = 2b_р = см высота ребра см расчетная ширина полки см.

см Принимаем меньшее значение см Величина с = 25 см Рабочая высота сечения d = 18,7 — 2,5 = 16,2 см.

Рис. 3.1. Приведенное расчетное сечение

Проверяем условие М = 8,26 кНм кНм Условие выполняется, нейтральная ось проходит в полке, сечение рассчитываем как прямоугольное шириной м.

Определяем граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона где = 0,85 — 0,008f_cd= 0,85 — 0,813,33= 0,743.

Определяем _lim = _lim(1 — 0,5_lim) = 0,601 (1 — 0,50,601) = 0,42.

Определяем коэффициент.

Проверяем условие ₀ ? _lim

₀ = 0,048_lim = 0,42.

Условие выполняется, по значению ₀ определяет коэффициент = 0,975.

Определяем площадь растянутой арматуры.

По сортаменту принимаем 2 стержня 10 мм с A_s1 = 1,57 см²

Проверяем толщину защитного слоя бетона. Толщина защитного слоя бетона принимаетсяне менее диаметра рабочего стержня и не менее 15 мм в балках высотой до 250 мм;

см с = 25 см Условие выполняется.

Расчет прочности косоуров по наклонному сечению Продольные ребра армируются двумя каркасами КР1 с поперечной арматурой 4 мм класса А500 с шагом на приопорных участках s₁ = 90 мм, в середине пролета s₂ = 200 мм. Ширина сечения b = 22 см. Расчетная поперечная сила Q = 15,04 кН. Длина ребра l = 2,720 м.

Определяем коэффициент _с1 = 1 — 0,01f_cd = 1 — 0,0113,33 = 0,867.

Определяем _е = E_s / E_cm = 200/39 = 5,13.

Определяем коэффициент армирования.

Определяем коэффициент _w1 = 1 + 5_еsw= 1+ 5 5,13 0,127 = 1,033 1,3.

Проверяем условие:

Q = 15,04 кН 0,3_w1с1f_cdbd = 0,31,0330,86 713,3310³0,220,162 = 127,65кН — условие выполняется.

Проверяем условие:

Q = 15,04 кН 0,6f_ctdbd = 0,611 030,220,162 = 21,38 кН Условие выполняется, наклонные трещины не образуются, поперечную арматуру устанавливаем конструктивно.

Конструирование лестничного марша Продольные ребра армируются плоскими каркасами КР1. Продольная растянутая арматура принята по расчету 14 мм класса А400, продольная сжатая принята конструктивно 6 мм класса А400. Поперечные крайние стержни приняты 4 мм класса А500, поперечная арматура принята по расчету 4 мм класса А500 на приопорных участках с шагом s₁ = 90 мм, в середине пролета s₂ = 200 мм.

Поперечные ребра армируются конструктивно каркасами КР2, КР3. Продольные стержни в растянутой и сжатой зоне приняты 5 мм класса А500. Поперечные стержни приняты 4 мм класса А500 с шагом 200 мм.

Плита лестничного марша армируется сеткой С1 из стержней 4 мм класса А500 с шагом 200 мм в продольном направлении и стержней 5 мм класса А500 шагом 150 мм в поперечном направлении.

Остальные арматурные каркасы и закладные детали приняты в соответствии с рабочими чертежами сборника «Типовые конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений», марши лестничные железобетонные (серия 1.152.1−8 выпуск 1).