1.2.4 Подбор поперечной арматуры

Проверку прочности плиты по сечениям, наклонным к продольной оси производим из условия:

Q – поперечная сила в нормальном сечении, проходящем на расстоянии с от опоры. Длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента принимается равной с=3h_o=3´0,4=1,2 м, тогда Q определяется по формуле

Q = Q_max – qc = 180,93-40,57´1,2 = 132,246 кН.

Минимальная поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении:

Коэффициент _n учитывающий влияние продольных сил, определяется по формуле

где:

усилие обжатия от напрягаемой арматуры, расположенной в растянутой зоне.

Так как условие Q=132,246 кН<Q_b=79,53 кН не выполняется, то поперечная арматура устанавливается по расчету.

Вычислим усилие, воспринимаемое поперечными стержнями на единицу длины плиты по формуле:

Далее найдем требуемую площадь стержня поперечной арматуры по формуле:

где n – число срезов (количество стержней в поперечном сечении плиты),

R_sw – расчетное сопротивление поперечной арматуры срезу;

s - шаг поперечных стержней, принимается не более 0,5 h_o, и не более 300 мм.

На приопорных участках длиной (1/4)·l_o=2230мм устанавливаем конструктивно 2 6 А400 с шагом s₁ = h₀ / 2 = 40 / 2 = 20 см . Принимаем s₁ = 20 см . В средней части пролёта, с шагом s₂ = (3/4)·h₀ = (3/4)×40 = 30 см < 50 см. Принимаем s₂ = 30 см.

1.2.5 Расчет полки плиты на местный изгиб

Расчетную нагрузку на 1 п. м. полки плиты определим по формуле

q_{c =} q^р_полная – q^р_плиты + h'_f ×b××γ_f

Расчетный пролет l₀ = 2,95 – 0,1052 = 2,74 м– расстояние в свету между поперечными ребрами;

Значение максимального момента (кНм) по формуле

Расчетную схему полки плиты и эпюры моментов от расчётных нагрузок см. на рис. 1.3.

Рис.1.3.Расчетная схема полки плиты, эпюра моментов.

Рабочая высота сечения полки h₀ = 5 - 1,5 = 3,5 см. Ширина сечения b = 100 см.

Определим величину ξ по формуле

Определим, требуется ли сжатая арматура по расчету, проверив условие:

<

Т. к. условие выполняется, то определим площадь сечения арматуры (мм²) по формуле

Принимаем 16 стержней  8 мм класса А400 с площадью A_sфакт.= 804,8 мм², что больше требуемой. Устанавливаем стержни с шагом 60 мм

1.3 Расчет стенки резервуара

Стенка выполнена из сборных железобетонных панелей, соединенных с днищем путем установки их в паз, с последующим бетонированием.

Класс бетона панелей В20, R_b = 11,5 МПа, вертикальная арматура класса A400, R_s = 355 МПа.

Толщина засыпки грунта ₁ = 0,3 м, плотность грунта _гр = 17 кН/м³, расстояние от верха стенки до засыпки (строительная высота покрытия резервуара) h = 0,45 м (рис.2.4), расчетная высота стенки Н = 4,8 м. Для расчёта выделяем вертикальную полосу шириной 1 м.

Расчет производим в соответствии с рис. 2.4.

По формуле определяем расчетную нагрузку от давления воды на уровне заделки панели в днище:

= р_в = 1,110 4,8= 52,8 кН/м².

.

Расчетные нагрузки от давления грунта на уровне верха стеновой панели р_гр,1 и заделки в днище р_гр,2 определяются из выражений

р_гр,1 = 1,1517(0,45+ 0,3)×0,336= 4,71 кН/м²;

р_гр,2 = 1,1517(0,45+ 0,3+ 4,8)×0,336 = 34,87 кН/м².

Определяем изгибающие моменты от давления воды: на уровне заделки стенки в днище и в пролёте по выражениям

где x_o = 0,447H=0,4474,8=2,146 м.

Изгибающие моменты от давления грунта на уровне заделки стенки в днище и в пролете вычисляем соответственно по выражениям

где x_o = 0,411H=0,4114,8=1,973 м.

По максимальному моменту определяем рабочую высоту поперечного сечения стенки резервуара:

Тогда h = h_o + a_s = 21+ 2,5 = 23,5 см, где a_s – расстояние от растянутой грани до центра тяжести арматуры.

Принимаем толщину стенки h = 24 см, тогда h₀ = 24 -2,5 = 21,5 см.

Для обеспечения жесткой заделки в днище, к исходной высоте панели добавим не менее 1,5 толщины стенки и тогда общая высота стеновой панели составит 4,8+1,50,24=5,2 м.

Подсчёт площади вертикальной арматуры стенки резервуара приведен в таблице 2.2.

На внутренней и наружной поверхностях стенки назначаем двойные сетки: основную и дополнительную. Основную сетку устанавливаем на всю высоту, а дополнительную - на высоту 0,4Н=0,45,2=2, 08 м от низа панели.

Рис.2.4 Расчетные схемы и эпюры моментов в стенке резервуара:

а) Расчетная схема давления от воды на стенку резервуара;

б) Расчетная схема давления грунта на стенку резервуара;

в) Эпюра моментов от давления воды;

г) Эпюра моментов от давления грунта.

Арматуру основной сетки подбираем на действие усилий от давления воды и грунта в пролете:

- от давления грунта устанавливаем сетку на внутренней поверхности стенки количеством 4  6 A400 с шагом 250 мм и A_s,факт=1,13см² (С4);

- от давления воды устанавливаем сетку на наружной поверхности стенки количеством 5 12 А400 с шагом 200 мм и A_s,факт = 5,65 см² (С3).

Арматуру дополнительной сетки подбираем площадью, равной разности площадей расчётной (см. табл.2.2) на уровне заделки от давления воды (или грунта) и фактической основной сетки от давления грунта (или воды):

• на внутренней поверхности стены 7,783- 5,65 = 2,133 см², чему соответствует арматура 9 6 A400 с шагом 110 мм и А_s,факт = 2,54 см² (С6);

• на наружной поверхности стены 13,072 – 1,13 = 11,9 см², чему соответствует арматура 8 14 А400 с шагом 125 мм и A_s,факт = 13,85 см² (С5).

Горизонтальные стержни 6 À400 ставим конструктивно с шагом 250 мм.

Таблица 2.2

Вид нагрузки и зона
От давления воды: на уровне заделки панели в днище в пролете От давления грунта: на уровне заделки панели в днище в пролете	0,153 0,068 0,113 0,018	0,165 0,070 0,116 0,018	11,49 4,87 8,07 0,8