Расчет и конструирование панели перекрытия

С точки зрения статического расчета все типы панелей рассмат­ривают как свободно опертые однопролетные балки, нагруженные равномерно распределенной нагрузкой q в кН/м. Для этого необхо­димо умножить распределенную по площади нагрузку (в кПа или кН/м²) на номинальную ширину панели (в м). Расчетный пролет l0 принимают равным расстоянию между осями опор.

Пустотные панели рассчитывают как балки двутаврового сечения (а по прочности — таврового), заменяя круглые отверстия диамет­ром d на квадратные со стороной 0,9 d. Ребристые панели рас­считывают как тавровые балки с полкой в сжатой зоне, заменяя

трапецеидальное сечение продольных ребер на прямоугольное. Кроме того, в ребристых панелях выполняют расчет полки на местный изгиб (в поперечном направлении). При отсутствии поперечных ребер полку рассматривают как частично защемленную балку с шириной сечения 1 м на действие опорных и пролетных моментов с одинаковой абсолютной величиной М₁ = q l₁² / 11, где q — расчетная погонная нагрузка в кН/м (при ширине полосы 1 м численно равна распреде­ленной нагрузке в КПа), l₁ — расстояние между внутренними гранями продольных ребер. Если имеются поперечные ребра, то полку рассчитывают как плиту, опертую по контуру.

Подробные примеры расчета пустотных и ребристых панелей приведены в книгах [4, 5], которыми и рекомендуем воспользоваться в работе над курсовым проектом. Здесь ограничимся лишь сбором нагрузок, используя данные примера 1, а также конструированием пустотной панели по результатам расчета ее прочности, жесткости и трещиностойкости (сам расчет опущен).

В процессе расчета рекомендуем пользоваться размерностями: 1 м = 1 · 10³ мм и 1 кН = 1 · 10³ Н. Через них наиболее удобно выражать и другие величины: нагрузку — 1 кН/м² = 1 кПа; 1 кН/м = 1 Н/мм; изгибающий момент — 1 кН · м = 1 · 10⁶ Н · мм; напряжения — 1МПа = 1 Н/мм² = 1 ·10³ кН/м² = 1 · 10³ кПа.

Пример 2. Требуется запроектировать пустотную панель пере­крытия с номинальными размерами 6 х 1,2 м.

Исходные данные. Проектные размеры — 5980 x 1190 мм, высота сечения — 220 мм, бетон тяжелый класса В25, продольная напрягаемая арматура — стержни класса A-IV с электротермическим натяжением на упоры формы, поперечная арматура и сварные сетки — из проволоки класса Вр-1. Предусмотрены шесть круглых пустот диаметром 159 мм. Нагрузки приведены в табл. 2.

Глубина площадки опирания панели на полку ригеля: (100 — — 10) = 90 мм (где 100 мм — ширина свеса полки, 10 мм — зазор), тогда расчетный пролет панели l₀ = 5980 — 2 · 90/2 = 5890 мм = = 5,89 м. Погонные нагрузки на панель при номинальной ширине 1,2 м с учетом коэффициента надежности по назначению γ_n = 0,95: расчетная q = 9,9 · 0,95 · 1,2 = 11,29 кН/м, нормативная полная q_n — = 8,5 · 0,95 · 1,2 = 9,69 кН/м, нормативная постоянная и длительная q_nl = 6,4 · 0,95 · 1,2 = 7,3 кН/м.

Результаты расчета. Напрягаемая арматура —5Ø12A-IV, величина напряжения, контролируемого по окончании натяжения σ_con = 500 МПа. Поперечная арматура — 4Ø4Вр-I с шагом 100 мм на участках по 1200 мм от опор. Продольная арматура сжатой полки 7Ø3Вр-1. Передаточная (кубиковая) прочность бетона — 17,5 МПа (70 % класса бетона).

Конструирование панели. Рабочие чертежи пустотной панели изображены на двух листах (стр. 12 - 13 и 14-15). Первый лист (обозначение КП1.ЖБК.03-1-КЖ.И-П1) содержит опалубоч­ный чертеж, схему армирования, спецификацию и ведомость расхода стали. В текстовом материале отражены особенности чтения чертежей и необходимые указания по производству изделий. На втором листе (КП1.ЖБК.03-1-КЖ.И-П1.01) изображены сетки, каркасы, монтажная петля и групповая спецификация арматуры.

Напрягаемые стержни (поз. 1) располагаем симметрично, памятуя, что неармированным может оставаться не более одного ребра подряд. Поперечную арматуру объединяем в каркасы КР1, а продольную сжатую — в сетку С3 с ячейками 200 х 250 мм. Кроме этого предусматриваем в опорных участках сетки С1 из проволоки класса Вр-1, служащие для предохранения бетона от раскалывания предварительным обжатием, а при ширине панелей более 1,5 м — также сетки С2, предотвращающие развитие продоль­ных трещин в нижней полке от местного изгиба (на чертеже панели сетка С2 показана в порядке справочной информации).

Четыре петли предназначены для подъема панели, их диаметр 10 мм определяем по табл. 4, имея в виду, что собственная масса панели 2079 кг распределяется на три петли. Размеры петель находим по данным табл. 5.

При проектировании сеток и каркасов учитываем конструктив­ное требование норм: длина от концов стержней до оси крайнего пересекаемого стержня должна быть не менее диаметра выступа­ющего стержня и не менее 20 мм. Основные надписи выполнены по форме 4 [6]. В качестве примера дополнительно приведены чертежи ребристой панели перекрытия. Формы таблиц специфи­каций даны в приложении 3.

Примечание. Если изделие поднимают за 4 петли, то в расчете учитывают 3 петли. Нагрузку от собственной массы (собственный вес) можно принимать приближенно: 1 кг = 10 Н, 100кг = 1 кН.

Примечание. Величина l_s зависит от кубиковой прочности бетона R_c в МПа при первом подъеме: l_s ≥ 30 d при R_c ≤ 15, l_s ≥ 25 d при 15 < R_c ≤25,

l_s ≥20 d при R_c > 25 МПа.