2 Расчетно-конструктивная часть

2.1 Расчет железобетонной пустотной плиты марки птм 63.15.22-3.0 s800 по стб 1383-2003

2.1.1 Исходные данные

По степени ответственности здание относится ко второму классу (коэффициент надежности по назначению конструкций =1),по условиям эксплуатации ХC1. Номинальные размеры плиты В=1,2 м, L=6,3700000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 м. Конструктивные размеры =5,98 м. =1,19 м. Плита с предварительным напряжением изготовлена из бетона класса С 25/30 с рабочей арматурой класса S800, натягиваемой электротермическим способом на упоры форм.

2.1.2. Подсчет нагрузок на 1м2 чердачного перекрытия

Таблица 1.2– Подсчет нагрузки на 1м² чердачного перекрытия

Вид нагрузки и подсчет	Нормативная нагрузка, Н/м2	Частный ккоэффициент безопасности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
1.Постоянная 1.1 Цементно-песчаная стяжка 25 мм. 1.2 Утеплитель минвата 300 мм. 1.3 Пароизоляция 1 слой Изопласт 1.4 Ж/б плита 220 мм.	500 300 50 2750	1,35 1,35 1,35 1,35	675 405 67,5 3712,5
Итого постоянная	3600		4861
2.Временная	700	1,5	1050
3.Полная нагрузка	4300		5911

Расчетная нагрузка на 1м длинны плиты при ширине В=1,5м:

(g_d + q_d)=5,911(кН/м²)·1,2(м)=7,09 кН/м

2.1.3. Определение расчетного пролета плиты

Рисунок 2.1 – Определение расчетного пролета

м

2.1.4. Определение расчетной схемы плиты и максимальных расчетных усилий ,

Максимальный изгибающий момент:

(2.1.1)

;

Максимальная поперечная сила:

(2.1.2)

Рисунок 2.2– Расчетная схема плиты и эпюры « » и « »

2.1.5. Определение размеров расчетного (эквивалентного) сечения

Для получения расчетного (эквивалентного) сечения круглые пустоты панели заменяются на квадратные равной площади со стороной квадрата равной:

; ;

.

Рисунок 2.3 – Действительное и расчетное поперечное сечение плиты

2.1.6 Расчет рабочей арматуры

Расчетное сечение тавровое, геометрические размеры которого показаны на рисунке 2.3. Бетон тяжелый класса С , для которого =25МПа.

МПа.

где =1,5 – частный коэффициент безопасности для бетона.

Рабочая арматура класса S800, для которой =800МПа, =640МПа (таблица 6.6) [1]. Расчет рабочей арматуры плиты производится исходя из методики расчета изгибаемых элементов по альтернативной модели в предположении прямоугольной эпюры распределения напряжений в сжатой зоне бетона. Для того чтобы определить случай расчета необходимо установить нахождения нейтральной оси, проверив выполнение условия 2.1.3:

(2.1.3)

где - изгибающий момент, воспринимаемый полкой таврового сечения и определяемый по формуле:

(2.1.4)

где ;

(2.1.5)

где - минимальный защитный слой бетона для условий эксплуатации ХC1;

– предлагаемый максимальный диаметр арматуры.

Для тяжелого бетона принимаем .

Так как условие 2.3 выполняется, то нейтральная ось располагается в полке и сечение рассчитываем как прямоугольное с шириной . Определяем значение коэффициента :

(2.1.6)

; при найденном значении определяем и :

,

Значение граничной относительной высоты сжатой зоны сечения , при которой предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжение равного расчетному сопротивлению определяем по формуле:

(2.1.7)

где - характеристика сжатой зоны бетона, определяемая:

(2.1.8)

где k – коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона 0,85;

;

- предельное напряжение в арматуре сжатой зоны сечения, принимаемое равным 500Н/мм²;

- напряжение в арматуре, определяемое при наличии напрягаемой арматуры по формуле:

(2.1.9)

где (2.1.10)

где - величина предварительного напряжения в арматуре. В соответствии с указаниями пункта 9.8 предварительное напряжение следует назначать с учетом допустимых отклонений р, таким образом, чтобы выполнялось условие:

(2.1.11)

где р – максимально допустимое отклонение значения предварительного напряжения, вызванное технологическими причинами.

При электротермическом способе натяжения арматуры:

(2.1.12)

где l – длинна натягиваемого стержня (расстояние между наружными гранями упоров), м.

Принимаем значение

560+87,1=647,14МПа<0,9 800=720МПа;

560-87,1=472,85МПа>0,3 800=240МПа;

Следовательно, требование выполняется.

- коэффициент точности натяжения арматуры, определяемый

где (2.1.13)

где n_p=4 – число напрягаемых стержней.

;

- напряжение от неупругих относительных деформаций напрягаемой арматуры, определяемое:

(2.1.14)

, принимаем

;

;

, следовательно, при расчете требуемой арматуры необходимо принимать с коэффициентом , определяемым:

(2.1.15)

где - коэффициент принимаемый для арматуры класса S800 равным 1,15

принимаем .

Требуемая площадь сечения напрягаемой арматуры:

(2.1.16)

;

По таблице сортамента принимаем четыре стержня диаметром 10мм, для которых .

Где принимаем

Уточняем значение рабочей высоты сечения d:

d=h-c=220-(30+10/2)=185мм