2 Статичний розрахунок
Розрахунок згинальний момент від дії повного навантаження:
де
(див.
рисунок 2.1)
Поперечне зусилля на опорі від дії повного розрахункового навантаження:
3 Конструктивний розрахунок
Переріз багатопустотної панелі замінюємо еквівалентним двотавровим (див. рисунок 2.2), основні розміри якого:
d=15,9 см;
hf=(22-14,1)/2=3,95 см – висота поличок;
b= bf-6·14,1=116-6·14,1=31,4 см – приведена ширина ребра;
bf=116 см – розрахункова ширина стиснутої полиці.
3.1 Розрахунок панелі по нормальних перерізах
Робоча висота поперечного перерізу:
де а – товщина захисного шару бетону та ½ діаметру робочої арматури.
Встановлюємо розрахунковий випадок для таврового перерізу поза умови, що характеризує положення нейтральної лінії в полички:
Умова виконується, нейтральна лінія перетинає поличку і переріз розраховуємо як прямокутний.
Обчислюємо:
Визначаємо коефіцієнт 𝜂:
Визначаємо коефіцієнт ξ:
Обчислюємо характеристику стиснутої зони перерізу:
Гранична відносна висота стиснутої зони бетону:
де σs1=Rs+400-σsp=680+400-300=780 МПа;
σsp=0,75·400=300 МПа – попередня напруження арматури з врахуванням всіх втрат.
Коефіцієнт умов роботи арматури γs6:
γs6=η-(η-1)(2ξ/ξR-1)≤n,
де η=1,15 – для арматури класу Ат-V,
γs6=1,15-(1,15-1)(2·0,1088/0,053-1)=1,18> η=1,15, приймаємо γs6=η=1,15.
Площа перерізу поздовжньої напруженої арматури:
Приймаємо 4Ø12 Ат-V,As=4,52 см2.
3.2 Розрахунок міцності перерізів, навкісних до поздовжньої осі елемента
Q=32,63кН
Перевіряємо умову міцності по навкісній смузі між навкісними тріщинами, при γω1=1 (при відсутності розрахункової поперечної арматури).
Q=26500 Н ≤ 0,3φω1φb1Rbγb2bh0,
де φb1=1-βRbγb2=1-0,01·11,5·0,9=0,9
Q=26500Н <0,3·1·0,9·11,5·0,9(100)31,4·19=166719 Н, умова задоволь-
няється, розміри поперечного перерізу панелі достатні.
Обчислюємо проекцію розрахункового навкісного перерізу на поздовжню вісь с. Вплив звисів стиснутих поличок:
Вплив повздовжніх сил стискання:
N≈P=Asσsp=4,52·300(100)=135600 Н=135,6 кН,
Обчислюємо 1+φf+φn=1+0,24+0,23=1,47<1,5, приймаємо 1,47:
У розрахунковому навкісному перерізі Qb=Qsω=Q/2, тоді
с=Bb/0,5Q=22,80·105/0,5·32630=139,72>2h0=2·19=38, приймаємо c=2h0=38 см. У цьому випадку:
Qb=Bb/c=22,80·105/38=60,0·103=60 кН, що більше ніж Q=26,500кН, отже, за розрахунком поперечна арматура не потрібна. Для сприйняття поперечних сил на при опорних ділянках панелі довжиною l/4 в поперечному перерізі встановлюємо конструктивно 4 каркаси КР1, в яких поперечна арматура Ø3 класу Вр-I. Крок поперечної арматури в каркасах за конструктивними вимогами S=10 см<S=h/2=22/2=11 см.
Для забезпечення міцності полиць панелі на місцеві навантаження, в верхній зоні передбачена сітка С1.
3.3 Визначення геометричних характеристик поперечного перерізу
α=Es/Eb=1,9·105/0,29·105=6,54
αAsp=6,54·3,14=20,5 см2
площа зведеного перерізу:
Ared=A+αAsp+αA`sp+αAs+αA`s,
де Asp, A`sp – площа перерізу напруженої арматури; Asта A`s – не напружена арматура; A`sp=0, As=0,283 см2; A`s=0,424+0,502=0,926 см2,
деAs=0, 424 см2 площа перерізу 6Ø3Вр-Iпоздовжньої арматури сітки,
As=0,502 см2 площа перерізу 4Ø4 Вр-I каркасу КР1, для сіток:
α=1,7·105/0,29·105=5,86;
αAs=αA`s=5,86·1,884=11,06.
Ared=116·3,95·2+(22-7,9)31,4+20,5+5,86·0,283+5,86·0,926=1386,7 см2
Статичний момент площі перерізу відносно нижньої грані:
Sred=S+αSs0,1+αS`s0,1+αSs0,2+αS`s0,2,
Sred=116·3,95·20,025+119·3,95·(3,95/2)+31,4·14,1·11+20,5·3+5,86·0,283х
х2+5,86·0,926·20=15147,3 см2.
Відстань від центру ваги зведеного перерізу до нижньої грані панелі.
y0=Sred/Ared=15147,3/1386,7=10,92 см.
h-y0=22-10,92=11,08 см.
Момент інерції зведеного перерізу.
Ired=I+αAspy12+αA`spy`12+ αAspy22+αA`spy`22;
де y1=10,92-3=7,92 см; y`1=0
y2=10,92-2=8,92 см;y`2=11,08-2=9,08 см.
Ired=116·3,953/12+116·3,95·(22-10,92-3,95/2)2+116·3,953/12+116·3,95·(10,92-3,95/2)2+31,4·14,13/12+31,4·14,1·(11-10,92)2+20,025·7,922+6,26·0,283·8,922+6,26·0,926·9,082=00000000 см4