2.17. Конструирование технологического армирования панели.

В предварительно напряженной железобетонной панели есть конструктивное армирование, устанавливаемое по расчету:

1. продольная напрягаемая арматура в виде отдельных стержней (5 штук);

2. поперечная арматура в виде сеток С-1 (2 штуки);

3. монтажная арматура в виде подъемных петель П-1 (4 штуки);

4. в верхней части панели сетка С-2 (1 штука).

Кроме того, в предварительно напряженной железобетонной панели есть технологическое армирование, принимаемое конструктивно:

в нижней части панели сетки С-3 (2 штуки);

в нижней части панели сетка С-4 (1 штука).

Сетки С-3 являются элементами косвенного армирования панели в зоне передачи предварительного напряжения с арматуры на бетон.

Согласно п. 5.2.1 СП [8] толщину защитного слоя бетона арматуры предварительно напряженных элементов принимают не менее толщины, указанной в табл. 8.1 СП 52-101 [7].

При это у концов предварительно напряженных элементов на длине не менее 0,6 длины зоны передачи предварительного напряжения l_p (п. 2.2.3.11) следует предусматривать установку дополнительной поперечной или косвенной арматуры, охватывающей напрягаемую арматуру.

Согласно п. 8.3.2 СП [7] для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры. Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует принимать не менее диаметра стержня арматуры, то есть d_s.

Минимальное значение толщины защитного слоя бетона для рабочей арматуры в данном случае равно 15 мм. Значит, минимальное значение толщины защитного слоя бетона для конструктивной арматуры в нашем случае равно 10 мм (при диаметре арматуры не более 10 мм).

Согласно п. 2.2.3.11 СП [8] длину зоны передачи предварительного напряжения на бетон l_p для арматуры без дополнительных анкерующих устройств определяют по формуле 31 СП [8]:

где: σ_sp – предварительное напряжение в напрягаемой арматуре с учетом первых потерь;

A_s – площадь поперечного сечения стержня арматуры, определяемая по номинальному диаметру стержня;

u_s – периметр поперечного сечения стержня арматуры, определяемый по номинальному диаметру стержня;

R_bond – расчетное сопротивление сцепления напрягаемой арматуры с бетоном, отвечающее передаточной прочности бетона и определяемое согласно п. 5.3 СП [8].

Также l_p должна быть не менее 10*d_sp и 200 мм.

σ_sp,0 – исходная (начальная) величина предварительного напряжения.

Принято σ_sp,0 = 620 МПа.

Δσ_sp(1) = 152,89 МПа – полные значения первых потерь предварительного напряжения арматуры;

σ_sp = σ_sp,0 – Δσ_sp(1) = 620 – 152,89 = 467,11 МПа;

А_s = 0,785 см² из прил. 6 [1, c. 741] для стержня Ø10;

u_s = π d_s = 3,14·1= 3,14 см для стержня Ø10;

R_bond = 2,88 МПа;

l_p > 10 d_sp = 12 см и l_p > 20 см – граничное требование формулы выполняется;

0,6 l_p = 0,6·40,55= 24,33 см.

Таким образом, принимаем сетку С-3 номинальной шириной 25 см (рис. 35).

Для изготовления сетки принимаем арматуру класса В500 (Bp-I) диаметром 4 мм для продольных (рабочих) стержней, воспринимающих распор напрягаемой арматуры, и диаметром 4 мм для поперечных (распределительных) стержней, фиксирующих продольные рабочие стержни в проектном положении. Шаг стержней 200 мм в продольном направлении (шаг пустот панели) и 50 мм в поперечном направлении. В крайних ребрах панели сетка отгибается вверх на высоту не менее 0,8 высоты панели с целью охватывания напрягаемой арматуры.

Рис. 35. Сетка С-3

Сетка С-4 (рис. 36) предназначена для восприятия усилий, возникающих в стадии изготовления. При удалении из плиты пуансонов (пустотообразователей) в ней возможно появление микротрещин. Эти микротрещины особенно опасны в середине пролета, то есть там, где потом могут появиться нормальные трещины при эксплуатации.

Рис. 36. Сетка С-4

Причина в том, что пуансоны удаляются тогда, когда бетон уже набрал определенную прочность. Эта прочность должна обеспечивать восприятие свежеуложенным бетоном над пустотами панели нагрузки от собственного веса. Но одновременно с набором прочности в бетоне происходит процесс усадки. Усадка бетона приводит к обжатию пуансонов. Из-за обжатия при изъятии пуансона из плиты в ней возникают усилия растяжения. Для изготовления сетки принимаем арматуру (продольную и поперечную) класс В500 (Bp-I) диаметром 4 мм. Шаг стержней 200 мм и в продольном и в поперечном направлении.

Рис. 37. Армирование пустотной панели

На рис. 43 представлена схема расположения всей арматуры (конструктивной и технологической) в теле предварительно напряженной многопустотной панели (поз. 1 – отдельные стержни продольной напрягаемой арматуры).