2.2. Конструирование поперечного сечения панели

Высоту сечения панели предварительно находят из условия:

, (2.7)

где С – коэффициент, принимаемый для пустотных панелей , для ребристых с полкой в сжатой зоне - , причем большие значения принимаются для арматуры класса A-II, меньшие – для A-III;

- коэффициент, равный 2 для пустотных панелей и 1,5 для ребристых.

Окончательно высота сечения пустотных панелей принимается h=220мм, для ребристых панелей h принимается кратной 50мм, то есть 300мм, 350мм, 400мм, .

Для расчета по первой группе предельных состояний действительное сечение как ребристых, так и пустотных панелей заменяется эквивалентным по площади тавровым сечением с полкой в сжатой зоне.

2.2.1. Ребристая панель

Рис. 2.4. Поперечное сечение ребристой панели:

а – номинальное, в - эквивалентное.

Применительно к типовым формам панели (см. Рис. 2.4.) толщину ребра расчетного сечения назначаем b=80+100=180мм (средняя суммарная толщина продольных ребер панели). Толщину полки расчетного сечения принимают равной толщине плиты панели =60мм. Ширина полки для плиты с номинальной шириной 1200мм =1160мм. В случае, если ширина полки расчетного сечения ограничивается величиной

(2.8)

Далее находим рабочую высоту сечения панели, задавшись расстоянием от центра тяжести растянутой арматуры до крайнего растянутого волокна панели мм, учитывая при этом защитный слой бетона:

(2.9)

Высота сечения панели h определяется расчетом.

2.2.2. Многопустотная панель.

а в

Рис. 2.5. Поперечное сечение пустотной панели:

а – номинальное, в - эквивалентное.

Сечение панели заменяется эквивалентным двутавровым сечением следующим образом (при расчете по предельным состояниям первой группы - тавровым сечением с полкой в верхней сжатой зоне). Площадь круглых пустот Ø=159мм заменяют квадратами той же площади и того же момента инерции. Размер грани квадрата принимают

, (2.10)

где d – диаметр круглой пустоты.

Высота полок эквивалентного сечения определяется

(2.11)

Ширина полок эквивалентного сечения принимается равной конструктивным размерам панели. Толщина ребра приведенного сечения равна

(2.12)

где n – число пустот в приведенном сечении панели (для панелей номинальной шириной 1000, 1200, 1500 и 1800 n=5, 6, 7 и 8 соответственно).

2.3. Расчет панели перекрытия по предельным состояниям первой группы

При расчете ребристой панели в эту группу входят расчеты прочности панели по нормальному и наклонному сечению, расчет прочности полки панели, а также определение места обрыва продольных стержней в пролете.

Расчет многопустотной панели выполнятся в той же последовательности и по тем же формулам, что и для ребристой панели, за исключением расчета полки панели и определения места обрыва арматуры. Эти расчеты вообще не производятся.

2.3.1. Расчет прочности панели по сечению, нормальному к продольной оси

Прежде всего необходимо установить расчетный случай таврового сечения согласно условию

(2.13)

Если условие (2.13) выполняется, то нейтральная ось проходит в полке приведенного сечения (Рис. 6^а). В этом случае сечение рассчитывается как прямоугольное шириной .

Рис. 2.6. Расчетные случаи таврового сечения.

(2.14)

В случае если необходимо вернуться к пункту 2.2. и увеличить высоту сечения панели.

(2.15)

(2.16)

(2.17)

(2.18)

здесь - граничная относительная высота сжатой зоны бетона, .

В случае если

(2.19)

требуемая площадь арматуры, размещаемой в ребрах, определяется выражением

(2.20)

Следует отметить, что при выполнении условия (2.13) условие (2.19) выполняется всегда, и может служить одной из форм промежуточного контроля правильности решения.

После того, как площадь сечения продольной арматуры определена, необходимо проверить условие обеспечения минимального армирования поперечного сечения панели по формуле

(2.21)

Если условие (2.21) выполняется, то требуемая площадь сечения продольной арматуры остаётся без изменения

(2.22)

Если же условие (2.21) не выполняется, то

(2.23)

В случае невыполнения условия (2.13) (Рис. 6^б) сечение панели следует рассчитывать как тавровое с полкой в сжатой зоне

(2.24)

Аналогично, как и для прямоугольного сечения, при требуется увеличить высоту сечения, в противном случае по формулам (2.15), (2.16), (2.17) и (2.18) определяем параметры , , и соответственно и в случае соблюдения условия (2.19), требуемая площадь сечения продольной арматуры определяется

(2.25)

Если же условие (2.19) не выполняется, то кроме установки нижней растянутой арматуры производится усиление верхней сжатой полки панели сжатыми арматурными стержнями с площадью (так называемое косвенное армирование)

(2.26)

(2.27)

где (2.28)

Далее проверяется условие минимального армирования (2.21) и уже исходя из выполнения данного условия площадь арматуры остаётся либо без изменения (2.22), либо определяется по выражению (2.23).

После того как определена требуемая площадь продольной арматуры, по сортаменту арматурной стали (Приложение 1, таблица 1.1), выбирают диаметр и количество стержней. При этом, как правило, числом стержней задаются из конструктивных соображений. Так в ребристых панелях в целях экономии арматурной стали принимают четыре стержня, которые устанавливаются попарно в двух плоских каркасах, размещающихся в продольных ребрах панели. В многопустотной панели стержни рабочей арматуры размещаются в ребрах между пустотами и их количество варьируется в зависимости от количества пустот (то есть от ширины панели). Стержни устанавливаются либо в каждом ребре, либо через одно (возможны различные комбинации) в виде сварной сетки, но в любом случае армирование должно быть симметричным.