3. Расчет и конструирование ребристой панели перекрытия

При выполнении курсового проекта принимается ребристая панель перекрытия с предварительно напряженной арматурой.

3.1. Назначение размеров и выбор материалов

Продольное ребро свободно опирается на ригель и рассматривается как балка, свободно опертая на двух опорах и загруженная равномерно распределенной нагрузкой.

Рис. 3.1. Расчетная схема работы панели и эпюры усилий

Определяем длину панели:

мм.

Определяем конструктивную ширину панели:

Принимаем ширину рядовой панели 1450 мм.

Высоту продольного ребра назначаем h = 400 мм, ширина: внизу – 70 мм, вверху – 100 мм. Ширина поперечных ребер: внизу – 50 мм, вверху – 70 мм. Толщина полки принимается h_f^/ = 50 мм.

Панель изготавливается из тяжелого бетона класса В25. Напрягаемая арматура класса А800, ненапрягаемая продольная арматура – А400, диаметром 8мм.

Полка панели армируется сварными сетками из арматурной проволоки Вр500.

3.2. Расчет панели по первой группе предельных состояний

3.2.1. Расчет продольного ребра

3.2.1.1. Расчет прочности ребра по нормальному сечению

Конструктивная ширина b_f = 1450 – 20 = 1430 мм.

Расчетный пролет панели равен:

l_р = l_п – l_оп = 5750 – 120 = 5630 мм.

Полная расчетная нагрузка на 1 п.м:

Р = g^пер·b_п = 17,347·1,45 = 25,15 кН/м.

Нормативная погонная нагрузка:

Р_n = g^пер_n· b_f^/ = 15,284·1,45 = 22,19 кН/м.

Нормативная длительно-действующая нагрузка на 1 п.м:

Р_nl = (g^пер_n-­­ g^пер_кр) · b_f^/ = (15,284 – 5,5)·1,45 = 14,19кН/м.

Максимальные усилия:

М_max = 25,15∙5,63²/8 = 99,65 кН·м;

Q_max = 25,15·5,63/2 = 70,79 кН

Ширина полки эквивалентного приведенного таврового сечения:

b_f^/ = 1430 + 20 = 1450 мм.

Ширина ребра:

b = 2·70 + 20 = 160 мм.

где: h₀ = h – a_s = 400–50 = 350 мм – высота рабочей зоны;

R_b = 14,5 МПа – расчетное сопротивление бетона класса В25 сжатию;

γ_b2 = 0,9 – коэффициент условия работы бетона

По значению А₀ определяем = 0,043, η* = 0,985.

Тогда высота сжатой зоны:

х = · h₀ = 0,043·35 = 1,505 см < h_f^/=5 см.

Граничное значение высоты сжатой зоны определяется по формуле:

,

где - относительная деформация арматуры растянутой зоны, вызванная внешней нагрузкой при достижении в этой арматуре напряжения, равного ;

- относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных , принимаемая равной 0,0035.

Для арматуры с условным пределом текучести значение определяют по формуле

,

где - предварительное напряжение в арматуре с учетом всех потерь и = 0,9; 400 - в МПа.

;

Величину предварительного натяжения арматуры принимаем:

0,9·R_s,ser = 0,9·800 = 720 МПа;

где R_s,ser = 800 МПа –нормативное сопротивление растяжению для арматуры класса А800.

Величина отклонения натяжения арматуры:

р = 30 + 360/l = 30+360/5,75=67,83 МПа;

где l = 5,75 м – длина напрягаемого стержня.

В соответствии с /1/ должны выполняться условия:

+ р  R_s,ser 787,83< 800;

– р  0,3R_s,ser 652,17> 240

= 0,043 < = 0,501,

Следовательно, разрушение начнется с растянутой зоны.

Коэффициент условия работы, учитывающий повышенную несущую способность арматуры, напряженной выше предела текучести найдем по формуле:

(согласно п.3.9. /1/ );

, поэтому принимаем

Определим требуемую площадь напрягаемой арматуры:

см²

Принимаем по сортаменту 2  14 А800 ; А_SP = 3,08 см² .