Проектирование несущих конструкций связевого каркаса трехпролетного четырехэтажного здания, длинна которого равна 66 м, ширина – 18,3 м, а высота этажа – 4,8 м, страница 5

Для этого пустоты в панели перекрытия заменяются на эквивалентные по площади квадраты (со стороной К = 0,9d) и удаляются.

Тавровое сечение образуется из полки и ребра. Тавровое сечение выгодно, так как расходуется меньше бетона вследствие сокращения размеров растянутой зоны. Поэтому целесообразно тавровое сечение с полкой в сжатой зоне, так как полка в растянутой зоне не повышает несущей способности элемента (бетон плохо работает на растяжение).

Размеры расчетного сечения (тавра) определяются следующим образом:

b_f– ширина нижней (растянутой) полки тавра;равна конструктивной ширине панели;

b´_f  – ширина верхней (сжатой) полки тавра; равна ширине верхней полки панели;

b – расчетная ширина ребра таврового сечения; равна сумме ширине ребер в панели.

b = b´_f – n*0.9*d = 1490 – 7*0.9*159 = 488 мм

h – высота таврового сечения, равна высоте панели;

h_f– высота нижней (растянутой) полки тавра;

h´_f– высотаверхней (сжатой) полки тавра;

h_f = h´_f = (h – 0,9*d)/2 = (220 – 0.9*159)/2 = 38,4 мм;

Также в расчете по прочности необходимо найти:

h₀ – рабочая высота сечения элемента, расстояние от центра тяжелой арматуры до верхней наиболее сжатой грани.

h₀ = h – а,

где а – расстояние от центра тяжелой растянутой арматуры до нижней наиболее растянутой грани бетона.

а = а_в +d_s/2,

где а_в – защитный слой бетона.

Если h ≤ 100 мм, то а_в = max[d_s, 10 мм],

Если h > 100 мм, то а_в = max[d_s, 15 мм].

В нашем варианте d_s = 12 мм, следовательно а_в = 15 мм.

а = 15 + 12/2 = 15+6 = 21 мм.

h₀= 220 – 21 = 199 мм.

5.4 Подбор арматуры в проектируемой панели перекрытия

5.4.1 Подбор продольной рабочей арматуры в проектируемой панели перерытия

Для расчета прямоугольных сечений используются следующие формулы:

γ_b2 – коэффициент условия работы бетона, учитывающей длительное действие нагрузки на проектируемый элемент (учитываем при нахождении α_m) γ_b2 = 0,9.

ζ находится по вспомогательной таблице.

По этой же таблице мы можем найти ξ = х/h₀ –относительная рабочая высота сечения элемента. По ней мы можем проверить действительно ли сжатая зона Х = ξ*h₀< h´_f – лежит в пределах полки.

α_m = 100,5 кН * м / (17,0 * 10³ кН/м² *1,49 м *(0,0396 м)² * 0,9) = 0,11

По таблице выбираем значение ζ = 0,12, ξ = 0,94.

Х = ξ*h₀ = 0,12*199 мм = 22,88 мм< h´_f = 37 мм. Действительно сжатая зона Х находится в пределах верхней полки.

A^тр_S = 100,5 кН * м / (0,94 * 270 * 10³ кН/м² *199 м) = 1990 м² = 19.9см².

По сортаменту подбираем арматуру для проектируемой панели перекрытия.

Принимаем площадь продольной рабочей арматуры A^ф_S = 20,36 см²

Соответственно для полученной площади арматуры в количестве 8 штук принимаем диаметр арматуры равный 18 мм.

Таким образом, Рабочая продольная арматура в проектируемой многопустотной панели: 8ø18АII.

5.4.2 Подбор арматуры в полках проектируемой панели перекрытия

При армировании полок в проектируемой панели перекрытия применяют сварные сетки из обыкновенной арматурной проволоки и горячекатаной арматуры периодического профиля.

В нижней полке пустотных панелей располагают продольную рабочую арматуру.  Поперечные стержни объединяют с продольной арматурой в плоскую сварную сетку. Шаг рабочей продольной арматуры в сетке определяется в зависимости от диаметра пустот, но необходимо придерживаться рекомендуемых шагов для арматурных сеток: 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, …, 500 мм. В нашем случае диаметр пустот составляет 159 мм, следовательно, шаг продольной рабочей арматуры принимаем 200 мм.

Диаметр поперечной арматуры и ее шаг выбираем конструктивно в зависимости от рабочей арматуры. Диаметр поперечной арматуры берем примерно равный 1/3 – 1/4 от диаметра рабочей арматуры, а шаг можно оставить увеличь или оставить таким же. Диаметр поперечной арматуры равен 18/3 = 6мм арматуры марки АIII, шаг примем 250 мм.

Таким образом, в нижней полки панели перекрытия получаем арматурную сетку следующей марки:

В верхней полки многопустотной панели перекрытия для того, чтобы исключить обрушение тонкой полки при вынимании пустотообразователя в момент изготовления плиты, устанавливаем конструктивную сетку следующей марки: