1.1 Расчет железобетонной пустотной плиты

1.1.1. Исходные данные

По степени ответственности здание относится ко второму классу (коэффициент надежности по назначению конструкций =0,95),по условиям эксплуатации ХС1. Номинальные размеры плиты В=1,2 м, L=7,2700000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 м. Конструктивные размеры =7,18 м. =1,19 м. Плита с предварительным напряжением изготовлена из бетона класса С 25/30 с рабочей арматурой класса S1200, натягиваемой электротермическим способом на упоры форм.

1.1.2. Подсчет нагрузок на 1м2 перекрытия

Таблица 1.2 – Подсчет нагрузки на 1м² перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Частный коэффициент безопасности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная
1.1 Доска кН/м3	0,16	1,35	0,203
Лага кН/м3	0,070	1,35	0,09
Гидроизоляция	0,010	1,35	0,014
Стяжка цементно-песчаная кН/м2	0,6	1,35	0,81
Пароизоляция 1 слой	0,04		0,054
Утеплитель	0,6	1,35	0,81
Железобетонная плита	2,75	1,15	3,713
Итого постоянная	=4,167		=5,613
Временная	=1,5	1,5	=2,25
Полная	=5,667		=7,863

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

(g_d + q_d)=7,863(кН/м²)·1,2(м)=9,43 кН/м

1.1.3. Определение расчетного пролета панели

Рисунок 2.4 – Определение расчетного пролета

1.1.4. Определение расчетной схемы панели и максимальных расчетных усилий ,

Максимальный изгибающий момент:

(1.1)

;

Максимальная поперечная сила:

(1.2)

Рисунок 2.5 – Расчетная схема панели и эпюры « » и « »

2.2.5. Определение размеров расчетного (эквивалентного) сечения

Рисунок 1.6 – Действительное и расчетное поперечное сечение плиты

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

; ;

.

1.1.6 Расчет рабочей арматуры

Расчетное сечение тавровое, геометрические размеры которого показаны на рисунке 1.6. Бетон тяжелый класса С , для которого =25МПа.

МПа.

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

Рабочая арматура класса S1200, для которой =1200МПа, =960МПа (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 2.3:

(1.3)

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

(1.4)

где ;

(1.5)

где - минимальный защитный слой бетона для условий эксплуатации ХО;

=20мм – предлагаемый максимальный диаметр арматуры.

Для тяжелого бетона принимаем .

Так как условие 2.15 выполняется, то нейтральная ось располагается в полке и сечение рассчитываем как прямоугольное с шириной . Определяем значение коэффициента :

(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:

(1.7)

где - характеристика сжатой зоны бетона, определяемая:

(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:

(1.9)

где (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:

(1.11)

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

При электротермическом способе натяжения арматуры:

(1.12)

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

Принимаем значение

840+79,93=919,93МПа<0,7 1200=840МПа;

840-79,93=760,07МПа>0,3 1200=360МПа;

Следовательно, требование выполняется.

- коэффициент точности натяжения арматуры, определяемый

(1.13)

где (1.14)

где n_p=4 – число напрягаемых стержней.

;

- напряжение от неупругих относительных деформаций напрягаемой арматуры, определяемое:

(1.15)

, принимаем

;

;

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

(1.16)

где - коэффициент принимаемый для арматуры класса S1200 равным 1,10

принимаем .

Требуемая площадь сечения напрягаемой арматуры:

(1.17)

;

По таблице сортамента принимаем четыре стержня диаметром 12мм, для которых . Где

определено по таблице 13.1[1]

Уточняем значение рабочей высоты сечения d:

d=h-c=220-(30+12/2)=194мм

0,13.Принимаем =0,13