4. Расчет и проектирование сборных предварительно напряженных панелей перекрытия

Расчету и проектированию подлежат многопустотная с круглыми пустотами (при ≤ 10 КПа) или ребристая П-образная (при > 10 КПа) панели перекрытия. Панели необходимо рассчитать по двум группам предельных состояний в стадии эксплуатации, а также в стадиях изготовления, транспортирования и монтажа.

4.1. Особенности проектирования многопустотных панелей (рис. 3)

Многопустотные панели применяются при небольших временных нагрузках (до 10 КПа) и необходимости получить гладкий потолок.

Пустотные панели обладают большей жесткостью по сравнению с ребристыми, поэтому высота их сечения принимается постоянной в пределах номинальной длины, кратной 20 мм. Высота сечения типовых плит равна 220 мм.

Рис. 3. Поперечное сечение многопустотной панели

Диаметр пустот принимается стандартным – 159 мм, таким образом, чтобы толщина плиты над пустотами и под ними обеспечивала необходимую толщину защитного слоя бетона для арматуры и составляла 25…30 мм.

Количество пустот в стандартных плитах принимается таким образом, чтобы ширина промежуточных ребер составляла 25…30 мм, а крайних – 45,5…103 мм.

Примерное число пустот в плите можно определить по формуле ;

Примерная ширина крайних ребер, мм, может быть определена по формуле ,

Плита армируется предварительно напрягаемой арматурой классов А600 (А-IV), А800 (А-V), А1000 (А-VI), которая принимается студентом согласно заданию. Арматура размещается в нижней полке плиты с шагом не более 500 мм таким образом, чтобы стержни находились в ребрах между пустотами. Кроме того, в плите необходимо разместить расчетную поперечную арматуру (в количестве трех-четырех каркасов, установленных равномерно по ширине сечения) и конструктивную арматуру в виде сеток и каркасов, обеспечивающих прочность плиты в стадиях изготовления, транспортирования и монтажа.

Окончательно конструкция и размеры панели должны соответствовать панелям в сериях 1.041.1-3 или 1.020.1.

4.2. Особенности проектирования ребристых панелей (рис. 4)

Сборная ребристая панель состоит из двух продольных ребер, объединенных тонкой сплошной плитой в единое П – образное сечение. При номинальной ширине сечения более 1 м жесткость плиты увеличивается при помощи постановки поперечных ребер с шагом 1…2 м. Фактически сборная ребристая панель представляет собой фрагмент монолитного ребристого перекрытия с плитами либо балочного типа (при ширине плиты менее 1 м), либо с плитами, опертыми по контуру.

Нагрузка от веса перекрытия передается сначала на полку плиты, после на поперечные и затем на продольные ребра. В такой последовательности и производится расчет элементов сборной ребристой панели.

Рис. 4. Поперечное сечение ребристой панели

Продольные ребра выполняются трапециевидными с внутренними технологическими скосами для облегчения распалубки. Ширину продольных ребер понизу принимают см для удобства размещения в них рабочей продольной напрягаемой арматуры и обеспечения прочности против разрушения сечения от действия главных сжимающих напряжений. Ширину продольных ребер поверху принимают с учетом технологических скосов на 10…15 мм больше .

В продольных ребрах, кроме того, размещают расчетную поперечную арматуру в составе одного сварного каркаса и косвенную арматуру в виде гнутой сварной сетки, обеспечивающую прочность плиты в стадии изготовления плиты (в стадии обжатия) и установленной в пределах зоны передачи напряжений.

Минимальная толщина полки плиты определяется из условия обеспечения требуемой толщины защитного слоя бетона и условий размещения арматуры в виде сварной сетки по толщине плиты и обычно принимается в пределах 4…6 см в зависимости от величины нагрузки, ширины панели и расстояния между продольными ребрами.

Высоту сечения поперечных ребер назначают в пределах 0,5…0,6 высоты продольных ребер . Сечение поперечных ребер также трапециевидное с учетом технологических скосов. Ширина поперечных ребер понизу принимается 5…6 см, поверху – на 10…15 мм больше. Поперечные ребра армируются одним вертикальным каркасом с рабочей продольной и поперечной арматурой.

Крайние поперечные ребра могут быть выполнены такой же высоты, как и продольные ребра, либо с развитой шириной сечения и высотой, равной высоте рядовых поперечных ребер. Такое поперечное ребро в плитах второго типа могут быть использовано для пропуска инженерных коммуникаций. Арматура в крайних поперечных ребрах во всех случаях назначается конструктивно.

Окончательно конструкция и размеры поперечных сечений панели должны соответствовать панелям в сериях 1.442.1–5.94.

Подробные указания по проектированию и расчету многопустотных и ребристых плит перекрытия изложены в методических указаниях «Расчет сборных железобетонных предварительно напряженных плит покрытия» [9].