3 Расчет предварительно напряженной железобетонной плиты покрытия 3х12 м
3.1 Исходные данные
Требуется рассчитать
ребристую плиту покрытия с номинальными
размерами в плане 3х12 м и
высотой поперечного сечения 450мм для
первого снегового района (г. Брест) по
двум группам предельных состояний.
Класс по условиям эксплуатации
конструкции XC1
(RH=50%).
Плита
изготовлена из тяжелого бетона класса
,
с
механическим натяжением арматуры на
упоры короткого стенда (1=12,5м) и с
использованием инвентарных зажимов.
Разность температур напрягаемой арматуры
и упорного устройства ΔТ=65°.
Расчетные характеристики бетона:
Нормативное сопротивление
бетона
.
Расчетное сопротивление
бетона
.
Модуль упругости бетона
.
Напрягаемую арматуру
принимаем класса S540,
стержни диаметром не менее 6мм. Ее
характеристики:
,
,
.
Напрягаемая арматура устанавливается
в продольных ребрах плиты.
В качестве ненапрягаемой арматуры в продольных и поперечных ребрах плиты принимаем:
- рабочую продольную
арматуру класса S500
диаметром от 6мм (
,
,
,
);
- поперечную арматуру
класса S240
(
,
,
);
Полка плиты армируется
проволочной арматурой класса S500
диаметром 3, 4 или 5мм (
,
,
);
Петли для подъёма плиты приняты из стали класса S240 и установлены в продольных рёбрах на расстоянии 0,8м от торца плиты.
Конструкция плиты показана на рис. 2.1.
3.2 Определение нагрузок на плиту
На плиту действуют постоянные и переменные нагрузки. Постоянные нагрузки включают вес водотеплоизоляционного ковра и собственный вес плиты. Нормативные и расчётные значения постоянных нагрузок приведены в табл. 3. 1.
Переменную
нагрузку создает вес снегового покрова.
Вес 1 м2
снегового покрова для г.С.-Петербург (
III
снеговой
район [4])
.
Расчётное
значение снеговой нагрузки qsd=4VYF
=0,8
-1,5 =1^ кНАи.
Таблица 3.1
|
Вид нагрузки |
Нормативное значение нагрузки, кН/м2 |
gf |
Расчетное значение нагрузки, кН/м2 |
|
Гидроизоляционный ковер |
0.06 |
1.35 |
0.081 |
|
Цементно-песчаная стяжка δ=30мм, r=22 кН/м3 |
1.25 |
1.35 |
1.688 |
|
Утеплитель t=150мм, r=0,25 кН/м3 |
0.0525 |
1.35 |
0.0709 |
|
Керамзитовый гравий |
0.06 |
1.35 |
0.081 |
|
Обмазочная пароизоляция |
0.03 |
1.35 |
0.0405 |
|
Итого g |
1.45 |
|
1.96 |
|
Ж/б с учетом заливки швов, 3х6м |
1.57 |
1.15 |
1.806 |
|
Итого q |
3.02 |
|
3.77 |
2.4.3 Расчет полки плиты Исходные данные
Определим размеры расчетных пролетов (схема 9):
Расчетные пролеты полки плиты:
- в коротком направлении:
;
- в длинном направлении:
.
Рис.2.14. Размеры ребристой плиты.
Т
.
к.
,
то полку плиты рассчитываем как
защемленную по обоим концам.
Расчетная равномерно распределенная нагрузка на 1 м2 полки плиты с учетом ее веса будет равна:
,
где
-
расчетное значение нагрузки;
- высота полки плиты,
;
- коэффициент надежности
по нагрузке,
.
Расчетная снеговая нагрузка на 1 м2 плиты равна:
Рис.2.15. Определение усилий в плите
,
где
Расчетные усилия в плите (схема 10) находим из условия равновесия в стадии появления пластических шарниров, т. е.
Принимая следующие
соотношения
,
,
получим следующее:
.
Откуда
