Определение расчётных усилий на плиту

РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет и конструирование ребристой плиты покрытия

Плита покрытия ПГ1располагается в центральной ремонтной мастерской в блоке с гаражом. Конструктивная длина панели составляет 5970 мм. Номинальная ширина плиты – 3000 мм, высота 300 мм. Плита из бетона класса С16/20, продольная рабочая и поперечная арматура класса S500. Монтажная арматура S500.

Подсчет нагрузок на 1 м²перекрытия

Таблица 2.1 – сбор нагрузок на 1м²покрытия

Наименование нагрузки	Нормативное значение, кН/м²	_F	_n	Расчетное значение, кН/м²
1	2	3	4	5
I. Постоянная нагрузка
1.Верхний слой водоизоляционного ковра марки Биполикрин К-СТ-БП-П/ПП-5.0 б=5,0 мм, т=5 кг/м²	0,05	1,35	0,95	0,06
2.Нижний слой водоизоляционного ковра марки Биполикрин К-СТ-БП-П/ПП-3.5 б=3,5 мм, т=3,5 кг/м²	0,035	1,35	0,95	0,05
3. Стяжка из ц/п раствора М100, F100 б=40 мм, р=1800 кг/м³	0,72	1,35	0,95	0,92
4. Утеплитель - пенополистерол б=220 мм, р=1040кг/м³	2,29	1,35	0,95	2,95
5. Пароизоляция –2 слоя полиэтиленовой плёнки б=0,3 мм, т=3 кг/м³	0,06	1,35	0,95	0,08
6. Плита покрытия, б=300мм, р=2500кг/м³	2,5	1,35	0,95	3,21
Итого:				7.27

Продолжение таблицы 2.1

II. Переменная нагрузка
7. Снеговая нагрузка, г. Мозырь q=80кг/м²	0,8	1,5	0,95	1,14
Итого всего:				8.41

Характеристики принятых материалов

Бетон класса C16/20.

Расчетное сопротивление бетона при сжатии:

где – нормативное сопротивление бетона,

– коэффициент безопасности по бетону для железобетонных конструкций.

Расчетное сопротивление бетона при растяжении:

где – нормативное сопротивление бетона,

– коэффициент безопасности по бетону для железобетонных конструкций.

Модуль упругости бетона:

Рабочая продольная арматура S500 (Ø4-22).

Поперечная и конструктивная арматура S500 (Ø4-5).

Монтажная арматура S500.

– расчетное сопротивление арматуры.

Модуль упругости арматуры:

Бетон класса C16/20:

Определение конструктивного и расчетного пролета плиты

Конструктивная длина плиты:

– согласно каталога железобетонных изделий

Расчётный пролёт плиты:

где –длина опирания плиты на полку ригеля.

Рисунок 1– определение конструктивного и расчетного пролета плиты

Определение расчётных усилий на плиту

Определение приведенного сечения панели

Для выполнения расчета определяем нагрузку на 1 погонный метр плиты, которая будет равна:

где, B– номинальная ширина плиты (B = 3 м). Высота плиты 300 мм.

Плита рассчитывается в продольном направлении как однопролетная свободно лежащая балка, загруженная равномерно распределенной нагрузкой.

Определение приведенного сечения панели

Принимаем высоту панели по каталогу h=300мм.

Размеры приведенного сечения (рисунок 2):

b_w=[(65+95/)2]x2=160 мм;

b_f=B-2 · в_шв-2 · 15=3000-2 · 5-2 · 15=2960мм;

Рисунок 2 – определение размеров приведенного сечения ребристой панели

Расчет прочности продольных рёбер по нормальным сечениям

Определение положения нейтральной оси:

M_Sd≤M_Rd, то нейтральная ось проходит в полке;

Защитный слой бетона определяется по формуле:

Рабочая высота плиты: d=h-c=300-25=275 мм;

Предполагая, что нейтральная ось проходит по нижней грани полки, определяем область деформирования для прямоугольного сечения шириной b_f₌2960 мм и положение нейтральной оси при расчете тавровых сечений:

Определяем область деформирования:

что указывает на то, что сечение находится в области деформирования 1а.

Величина изгибающего момента, воспринимаемого бетоном сечения, расположенного в пределах высоты полки:

Поскольку выполняется условие

следовательно, нейтральная ось расположена в пределах полки. Сечение ребристой плиты рассматривается как прямоугольное с шириной

Проверяем соблюдение условия для сечения с одиночной арматурой:

– условие соблюдается, сжатая арматура не требуется.

Определяем требуемую площадь сечения (продольной) растянутой арматуры:

Конструирование конструкций КР1

Принимаем по сортаменту продольные рабочие стержни 2Ø25S500

Для каркаса принимаем из условия сварки монтажную арматуру Ø10S500 и поперечную арматуру Ø8S500.

При высоте сечения h≤ 450 мм по конструктивным требованиям принимаем шаг поперечной арматуры:

-на при опорных участках:

длина при опорного участка: ℓ = ℓ_к/4=5970/4=1492,5мм;

-в середине пролёта:

Проверка прочности на действие поперечных сил без поперечного армирования, производится из условия

где – расчётная поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечной арматуры, определяемая по формуле:

Определяем:

Условие соблюдается.

Так как V_Sd= 73,99≤= V_Rd,ct=32,1, то расчет поперечной арматуры не требуется.

Проверка прочности бетона по наклонной полосе между трещинами от действия главных сжимающих напряжений

где – коэффициент, учитывающий влияние хомутов, нормальных к продольной оси элемента, и определяемый по формуле:

где, =0,01 – для тяжелого бетона.

Таким образом: , условие выполняется, следовательно, прочность бетона по наклонной полосе обеспечена.

Проверка прочности по наклонной трещине выполняется согласно условия

где, – поперечная сила, воспринимаемая наклонным сечением.

Поперечное усилие, воспринимаемое бетоном над вершиной наклонной трещины:

где, – для тяжелых бетонов.

Т.к. сечение прямоугольное, то =0

В данном случае влияние продольных сил не учитывается, то =0

Полное усилие, воспринимаемое стержнями на единицу длины:

Длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента принимается не более 2d и не менее и не менее d:

Принимаем

Поперечная сила, воспринимаемая сжатым бетоном:

Суммарная поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой, составит:

Условие прочности соблюдается, следовательно, прочность по наклонной трещине обеспечена. Окончательно принимаем для армирования каркасов поперечную арматуру⊘8S500.