2 Расчетно-конструктивная часть

2.1 Расчет многопустотной панели перекрытия

2.1.1 Исходные данные

Рассчитать многопустотную предварительно-напряженную панель перекрытия размером 5,4х1,5 м, масса 2,525 т. Для изготовления конструкции примем бетон класса В15, предварительно-напряженную арматуру класса А600, натягиваемую на упоры электротермическим способом. Технология изготовления плиты агрегатно-поточная с применением пропаривания. Для обеспечения прочности наклонных сечений в ребрах устанавливаем каркасы из арматуры класса В500. Полку панели армируем сварными сетками из арматуры класса В500.

Расчетные характеристики бетона класса В15 в соответствии с п. 2.1.2 [88]:

 расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы ;

 расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для предельных состояний первой группы ;

 расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний второй группы ;

 расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для предельных состояний второй группы ;

 начальный модуль упругости ;

 коэффициент условий работы бетона (при расчете на действие только постоянных и временных длительных нагрузок).

Расчетные характеристики арматуры класса А600 в соответствии с п. 2.2.2 [88]:

 расчетное сопротивление арматуры осевому сжатию для предельных состояний первой группы (при расчете конструкций на действие только постоянных и временных длительных нагрузок, когда расчетное сопротивление бетону сжатию принимается с учетом коэффициента расчетное сопротивление арматуры сжатию для арматуры класса А600 );

 расчетное сопротивление арматуры осевому растяжению для предельных состояний первой группы ;

 расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельных состояний второй группы ;

 модуль упругости арматуры .

Расчетные характеристики арматуры класса В500 в соответствии с п. 2.2.2 [88]:

 расчетное сопротивление арматуры осевому сжатию для предельных состояний первой группы ;

 расчетное сопротивление продольной арматуры осевому растяжению для предельных состояний первой группы ;

 расчетное сопротивление поперечной арматуры осевому растяжению для предельных состояний первой группы ;

 расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельных состояний второй группы ;

 модуль упругости арматуры: .

Коэффициент надежности по назначению здания .

2.1.2 Сбор нагрузок на панель перекрытия

Нагрузки, действующие на горизонтальной поверхности панели перекрытия, приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Нагрузка на 1 м ² горизонтальной поверхности панели перекрытия

Наименование	Нормативная нагрузка , кН/м 2	К-нт надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка , кН/м 2
1	2	3	4
А. Постоянная
1. Керамогранит мм,	0,245	1,2	0,294
2. Ц/п раствор ,	0,971	1,3	1,262
3. Оклеечная гидроизоляция ,	0,035	1,2	0,042
4. Ж/б плита многопустотная ,	3,117	1,1	3,429
Итого:	4,368		5,027
Б. Временная
1. Полезная	1,500	1,2	1,800

Продолжение таблицы 2.1
1	2	3	4
Итого:	1,500		1,800
Всего:	5,868		6,827

2.1.3 Определение внутренних усилий в сечениях панели от внешней нагрузки

Расчетная схема панели перекрытия представлена на рисунке 2.1. Панель перекрытия работает как однопролетная, свободнолежащая, равномерно нагруженная балка.

Глубина опирания панели на несущую конструкцию:

мм.

Конструктивная длина плиты:

;

где – номинальная длина плиты;

мм.

Расчетная длина плиты:

;

мм.

На 1 погонный метр панели перекрытия шириной 1,5 м действуют следующие нагрузки:

 кратковременная нормативная нагрузка:

;

 кратковременная расчетная нагрузка:

;

 нормативная постоянная нагрузка:

;

 расчетная постоянная нагрузка:

;

 полная нормативная нагрузка:

;

 полная расчетная нагрузка:

;

 нормативная нагрузка от собственного веса плиты:

;

Расчетный изгибающий момент от полной расчетной нагрузки:

;

Расчетный изгибающий момент от полной нормативной нагрузки:

;

Расчетный изгибающий момент от постоянной нормативной нагрузки:

;

Расчетный изгибающий момент от кратковременной нормативной нагрузки:

;

Максимальная поперечная сила на опоре от полной расчетной нагрузки:

;

Максимальная поперечная сила на опоре от полной нормативной нагрузки:

;

Максимальная поперечная сила на опоре от постоянной нормативной нагрузки:

;

Рисунок 2.1 – Расчетная схема панели перекрытия

2.1.4 Назначение геометрических характеристик панели

Согласно номенклатуры железобетонных изделий, пустотные панели выпускаются толщиной 220 мм, диаметр пустотообразователя 159 мм. Толщину нижней полки примем 30 мм, толщину верхней полки – 31 мм, ширина ребер между пустотами – 30 мм. С учетом ширины панели количество пустот:

шт.

Примем 7 пустот.

Конструктивная ширина панели:

;

где – номинальная ширина плиты;

мм.

Поперечное сечение панели изображено на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Поперечное сечение панели перекрытия

2.1.5 Расчет нормальных сечений по прочности

Поперечное сечение панели при расчете на прочность может быть приведено к тавровому профилю с полкой в сжатой зоне (рисунок 2.3).

Приведенное сечение имеет тавровую форму с параметрами:

 ширина сжатой полки:

;

см;

 расчетная ширина ребра:

;

где – диаметр пустот;

– количество пустот;

см;

 высота сечения:

см;

 толщина сжатой полки:

см;

 примем толщину защитного слоя:

см;

 тогда расчетная высота сечения:

;

см.

Рисунок 2.3 – Приведенное сечение панели перекрытия

Продольные ребра армируем стержневой арматурой с натяжения на упоры электротермическим способом.

Расчет ведем в предположении, что сжатой ненапрягаемой арматуры не требуется. Проверим выполнения условия:

Условие выполняется, граница сжатой зоны проходит в полке, расчет производим как для прямоугольного сечения шириной .

Определим значение по формуле:

По таблице 3.1 [62] определим граничную относительную высоту сжатой зоны бетона для арматуры класса А600 в зависимости от отношения . В соответствии с примечанием 3 таблицы 3.1 [62], примем:

тогда .

Проверим выполнения условия:

Условие выполняется, сжатой арматуры действительно не требуется, площадь сечения напрягаемой арматуры определим по формуле:

где – относительная высота сжатой зоны;

– коэффициент условия работы.

Относительная высота сжатой зоны бетона:

;

.

Проверим выполнения условия:

Условие выполняется, поэтому примем коэффициент , тогда площадь напряженной арматуры:

Примем 510 А600 с .