2. Розрахунок поперечного ребра панелі перекриття

Максимальна інтенсивність навантажень в середині прольоту

У формулах q – розрахункові навантаження на 1м² плити.

Максимальний розрахунковий момент в середині поперечного ребра визначаємо за приблизною залежністю, яка враховує неповне затиснення його кінців у поздовжніх ребрах панелі:

де l₂ –розрахунковий проліт панелі (поперечних ребер);

- розрахункове навантаження на 1пог.м.

Розрахунковий переріз як для поперечних, так і для поздовжніх ребер – тавровий. Компоновка таврових перерізів наведена.

Розрахунок на дію поперечної сили виконуємо тільки для поздовжніх ребер, оскільки в них поперечна арматура повинна ставитися тільки за розрахунком; поперечні ребра армують з конструктивних міркувань, а в плитах поперечні зусилля сприймаються стиснутим бетоном.

При визначенні довжини панелі компонують вузол обпирання панелі перекриття на ригель.

При сітці колон 66м (L_риг=6м) та корисному навантаженні 9000 Н/м² приймаємо товщину панелі 8см, висоту поперечного ребра h_пп=20см, висоту ригеля h_риг=80см, ширину ригеля в_риг=30см.

Навантаження на поперечне ребро панелі при ширині панелі “в”: номінальної– 1,5м, конструктивної – 148,5см; при ширині ребер: ; та розрахунковому прольоті

Необхідну площу робочої арматури поперечного ребра обчислюємо для таврового перерізу при ширині полиці в_f

Висота ребра h_р=20см, робоча висота h₀=h_p-a=20-2-0,5=17.5см

b^'_f = cм

Зусилля в ребрі

Визначаємо розрахунковий випадок для таврового перерізу, тобто місце розташування нижньої межі стиснутої зони бетону (в полиці або ребрі). Для цього обчислюємо максимальний згинальний момент, який сприймає полиця перерізу:

.

Оскільки , отже, , то розрахунок елемента виконуємо за формулами для прямокутного перерізу шириною :

,

визначаємо = 0,0113

Необхідна площа перерізу робочої арматури

.

За сортаментом арматурної сталі приймаємо робочу арматуру поперечного ребра каркасу і  ІІ:

.

2.1.3 Розрахунок поздовжніх ребер

Визначаємо поздовжню та поперечну арматуру поздовжніх ребер.

Розрахунковий прольот дорівнює 545см.

Робоча висота перерізу (мінімальний захисний шар бетону – 20мм).

Згинальний момент в балці таврового перерізу

поперечна сила

Розрахунок виконуємо для прямокутного перерізу шириною :

По А₀0,041

.

Площа перерізу поздовжньої арматури в двох ребрах панелі приймаємо із чотирьох стержнів 222АІІ+216АІІ з

Розрахунок поперечної арматури поздовжніх редер панелі

Починають з перевірки достатності прийнятого перерізу за умови:

Q≤0,3φ_w1φ_в1R_ввh₀=0,3·0,885·1,1·1150·17·34,5=196960Н

де φ_в1=1-0,01R_в=1-0,01·11,5=0,885

φ_w1=1,05-1,3

Прийняті розміри перерізу достатні.

Необхідність постановки поперечної арматури за розрахунком перевіряють в найбільш небезпечному бетонному перерізі за умови:

Q≤ φ_в3(1+φ_п) R_вtвh₀

де φ_в3=0,6

φ_п-коехіціент, який враховує вплив поздовжніх сил.

При N=0, φ_п=0

62048>0,6·90·17·34,5=31671Н

Умова не виконується, тому необхідно ставити поперечну арматуру /поперечні стержні каркасу у поздовжніх ребрах/ за розрахунком.

Діаметр поперечних стержнів зварених каркасів призначаємо, виходячи з умови зварки d_n0.25d (d – діаметр поздовжньої робочої арматури).

Призначаємо: d_n=5мм0,2522=5,5мм, площа перерізу стержня – 0,283см².

Із прийнятої схеми армування ребра випливає, що кількість поперечних стержнів в розрахунковому перерізі дорівнює 2 (з одним у кожному ребрі).

Площа перерізу прийнятих стержнів

А_W=20,283=0,566см².

Поперечні зусилля, які сприймаються поперечними стержнями на одиниці довжини балки рівною 1 см, визначаємо за залежністю:

,

де _в2=2;

_f – коефіцієнт, який враховує вплив стиснутих полиць обмеженої ширини:

;

Перевіряємо виконання умови:

g_sw>0.5φ_b3/1+φ_n+φ_f/R_bt·в=0.5·0.6·1.13·90·17=518.67Н/см>233Н/см

Оскільки умова не виконується, для подальших розрахунків використовуємо значення g_sw=519Н/см.

Потрібний крок поперечних стержнів:

Максимальний крок поперечних стержнів не повинен перевищувати S_max:

,

де _вн=1,5 .

За конструктивним розумінням відстань між поперечними стержнями приймаємо на приопорних ділянках (які дорівнюють при рівномірних навантаженнях ¼ прольоту l₀); при висоті перерізу h  450 мм- не більше 150 мм; на останній частині прольоту – не більше ¾ h та не більше 500 мм.

Отже, приймаємо найменший з усіх значень , крок поперечних стержнів S=150мм на приопорних ділянках та в середині прольоту – S=3/4 h=30 см.

При конструюванні каркасів поздовжніх ребер робоча поздовжня та поперечна арматура повинна ставитись за епюрою матеріалів згідно з епюрами зусиль М та Q.