Расчет и конструирование многопустотной панели покрытия ПК63.15-6Ат800

Расчет и конструирование многопустотной панели покрытия ПК63.15-6Ат800

1. Исходные данные

Для изготовления панели принимаем:

Бетон кл. С12/15 (кл.В15); fск=7,7Мпа; fсtк=0,67Мпа; . Продольную арматуру - из стали класса S400; Rs=365Мпа; и поперечную арматуру из S240; Rs=225Мпа; армирование - сварными сетками в верхней и нижней полках из проволоки класса Вр-I Rs=365Мпа.

2. Нагрузки , Н/м².

Q=

3. Расчетные данные для подбора сечений.

Панель рассчитываем, как балку прямоугольного сечения с заданными размерами bхh=15х22см, где b - номинальная ширина и h- высота панели. В расчете поперечное сечение пустотной панели приводим к эквивалентному двутавровому сечению. Заменяем площадь пустот прямоугольниками той же площади и того же момента инерции. Вычисляем:

h₁=0.9d=0.9х15,9=14,3см;

hn=

Приведенная толщина ребер b=147-7 14.3=46.9см

Расчетная ширина сжатой полки

4. Расчет по прочности нормальных сечений.

Предварительно проверяем высоту сечения панели перекрытия из условия обеспечения прочности при соблюдении необходимой жесткости:

h=

где q^н=q^н+р^н=3695+800=4495Н/м²

Принятая высота сечения h=22см достаточна.

Отношение h=3.8/22=0.173в расчет вводим всю ширину полки

А0=

где h0=h-a=22-3=19cм

по табл. 2.11 находим =0,1;

Высота сжатой зоны

нейтральная ось проходит в пределах сжатой зоны полки.

Площадь продольной арматуры.

Аs=

Принимаем 6 10S400 с Аs=4,71см,

а также учитываем сетку 200/250/5/4 ГОСТ 8478-66) Аs.прод.=7 0,116=1,37см², всего Аs=1.37+4,71=6,08см², стержни 12мм распределяем по 2 в крайних ребрах и по1 в 2х средних ребрах.

5. Расчет по прочности наклонных сечений.

Проверяем условие:

Q?0.35xf_скxг_bxbxh₀

Q=24600Н<0.35х13.5(100)х0.85х46.9х19=358000Н,

условие удовлетворяется, размеры сечения достаточны.

Проверяем условие необходимости постановки поперечной арматуры для многопустотных панелей по формуле:

Q

Q=24600H<k1 fсtк y=0.60.67(100)0.946.919=32240H,

где As=0.2833=0.849см² (для 6S240 в трех каркасах).

Поперечная сила, воспринимаемая бетоном и поперечными стержнями:

6. Определение прогибов.

Момент в середине пролета равен: от полной нормативной нагрузки:

Определяем прогиб панели приближенным методом, используя значения

Для этого предварительно определяем при и арматуре класса S400

Общая оценка деформативности панели по формуле:

т.к.

здесь коэфф. к1.кр=0,58; к1дл.=0,48; к2дл=0,39; при и для двутавровых сечений.

Вычисляем прогиб:

что меньше

для элементов перекрытий с плоским потолком

см. табл.8.2.2 - 3см.

ат.дл.=ат.1-ат.2+ат.3ат.пред.

где (ат.1-ат.2) - приращение ширины раскрытия трещин в результате кратковременного увеличения нагрузки от постоянной и длительной до полной; ат.3-ширина раскрытия трещин от длительного действия постоянных и длительных нагрузок.

Ширину раскрытия трещин определяем:

где k1=1 - как для изгибающих элементов;

- для стержневой арматуры периодического профиля;

d=1.0 см по расчету

Еа=2,1 10⁵ Мпа - для стали кл.S 400

сД=1,0 - при кратковременных нагрузках;

сД=1,5 - при постоянных и длительных нагрузках.

Определяем Z1:

Здесь ¹=0,55; h0=19см;

Находим

Значения L от действия всей нагрузки:

Вычисляем при кратковременном действии всей нагрузки:

Величина

Wa=As Z1=6.0817.1=104см³

Ширина раскрытия трещин от действия постоянной и длительной нагрузок при сД=1,5

М^н=31980 Нм; Мдл=26290 Нм;

ат= ат1- ат2+ ат3; где ат3=0,11 мм.

Напряжение в растянутой арматуре при совместном действии всех нагрузок:

Приращение напряжения от кратковременного увеличения нагрузки от длительно действующей до ее полной величины:

Соответствующее приращение ширины раскрытия трещин при сД=1

аТ=0,11+0,021=0,123мм ат.кр=0,3м, т.е. условие удовлетворяется.

См. табл.8.1 пункт б а_кр.=0.3мм

8. Проверка плиты на монтажные нагрузки.

Панель имеет четыре монтажные петли из стали класса S240, расположенные на расстоянии 70см от концов панели. С учетом коэффициента динамичности q_Д=1,5 расчетная нагрузка от собственного веса панели равна

q=q_{Д2*1.1*2750*1.19=7200н/м}

где g_n=h_пр*г=0,11*25000=2750н/м² - собственный вес панели; h_пр- приведенная толщина панели; г - плотность бетона, н/м³

а) Расчетная схема

Отрицательный изгибающий момент консольной части панели:

M=q*l₁²/2=7200*0.7²/2=1770Н*м

Этот момент воспринимается продольной монтажной арматурой каркасов.

Полагая, что Z₁=0.9h₀; требуемая площадь сечения указанной арматуры составляет

:

Что значительно меньше принятой конструктивно арматуры 3O6 S240 c А_а=0,85см²