Тема 2. Расчет и конструирование сборных железобетонных плит перекрытия.

Цель занятия: Научиться рассчитывать и конструировать многопустотные и ребристые плиты перекрытия.

За расчетную схему плиты принимается однопролетная статически определимая балка с расчетным пролетом (см. рис 2.1), загруженная линейно-распределенными временными и постоянными нагрузками. Расчетный пролет плиты (панели) l_eff принимается равным расстоянию между осями опор (линиями действия опорных реакций). Определение расчетных пролетов плит перекрытий, см. рис. 2.2. Для перехода от распределенных на 1м² перекрытия нагрузок, умножаем их на номинальную ширину b.

Для установления предварительно задаемся размерами сечения ригеля: высота h_риг принимается в пределах 1/12 − 1/14 номинального пролета ригеля b1; ширина сечения ригеля b_риг. принимается порядка 0,2 h_риг − 0,4 h_риг. Размеры сечений назначать с учетом конструктивных требований (по размещению арматуры в сечении, обеспечению минимальных площадок опирания и т.п.).

Рис. 2.1. Расчетная схема плиты, эпюры моментов и поперечных сил

Рис. 2.2 Определение расчетных пролетов плит при различном решении опирания (на ригели с полками внизу, с полками вверху, на ригели прямоугольного сечения, на кирпичную стену и ригель):

- величина зазора; - размер полки ригеля; - ширина ригеля; - привязка кирпичной стены; - номинальный размер (пролет); - эффективный пролет; - конструктивный размер

Определение l_eff см. п. 5.3.2.2 ТКП EN 1992-1-1-2009 !

Пример 2.

Требуется:

По исходным данным примера 1 и с учетом принятой компоновки выполнить расчет и проектирование ребристой панели.

2.1 Назначение размеров поперечного сечения плиты

Для изготовления сборной панели принимаем:

- исходя из условий эксплуатации минимальный класс бетона для изготовления железобетонных конструкций С , Приложение 16:

f^G_c,cube=37 MПа, f_ctm=2,9MПa, f_cd=f_ck/ =30/1,5=20МПа,

ГПА (для марки по удобоукладываемости П1,П2),

- продольную арматуру класса S400 (f_yd = 367 МПа, f_yk=400МПа, f_ywd=290 МПа, Е_s=200000 МПа), Приложение 2;

- поперечную арматуру класса S240 (f_yk=240 МПа, f_yd=218 МПа, f_ywd=174 МПа), Приложение 2.

Характеристики бетона и арматуры должны быть приняты по действующим нормативным документам.

Предварительно задаемся размерами сечения ригеля:

- высота h_риг = (1/12 − 1/14)·b₁=(1/12 − 1/14)·5,34=0,445…381мм, принимаем h_риг =450мм – далее 550мм, где b₁ – номинальный пролет.

- ширина сечения b_риг = (0,2 − 0,4 h_риг)=90…180. С учетом конструктивных требований принимаем толщину стенки , полку шириной и толщиной соответственно .

Армирование плиты предполагается выполнять сварными сетками и каркасами.

Определяем требуемую высоту сечения:

мм,

где эффективный пролет l_eff = l_mod–b/2 = 5890–350/2 = 5715 мм.

q_n - длительно действующая нормативная нагрузка на 1м² плиты;

p_n - кратковременно действующая нагрузка на 1м², см. табл.1.

Коэффициенты и определяются в зависимости от вида плиты, см. табл.2.1. Принимаем высоту ребристой плиты h = 450 мм. Размеры сечения проектируемой панели см. рис 2.3.

Таблица 2.1

Коэффициент	Θ	c
для пустотных плит	2	18-20
для ребристых плит (с полкой в сжатой зоне)	1,5	30-34

Рис. 2.3. Поперечное сечение ребристой плиты

Для выполнения расчета заменяем фактическое сечение плиты эквивалентным тавровым с шириной полки, равной ширине плиты поверху, толщиной стенки, равной удвоенной средней толщине ребер (или понизу).

Рис. 2.4. Расчетное поперечное сечение ребристой плиты в виде тавра

Приведённая толщина панели равна площади полученного тавра делённой на ширину панели ;

На 1м длины панели номинальной шириной 1290мм действуют следующие нагрузки, кН/м: см. СТБ ЕН 1990-2007, Приложение А.1, таблица А.1.2(В)

кратковременная нормативная кН/м;

кратковременная расчетная кН/м;

постоянная и длительная расчетная кН/м;

постоянная и длительная нормативная кН/м;

итого нормативная qⁿ + pⁿ = кН/м;

итого расчетная р + q = кН/м.

Расчетный изгибающий момент от полной нагрузки:

кНм

расчетный изгибающий момент от полной нормативной нагрузки (для расчета прогибов и трещиностойкости) при _f = 0,95:

кНм

то же, от нормативной постоянной и длительной нагрузок:

кНм

то же, от нормативной кратковременной нагрузки:

кНм.

Максимальная поперечная сила на опоре от расчетной нагрузки:

кН

Где -коэффициент надежности по назначению проектируемого здания.