Проектирование ребристой панели перекрытий

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕБРИСТОЙ ПАНЕЛИ ПЕРЕКРЫТИЙ

         В курсовом проекте рассматривается вариант опирания панели на ригель прямоугольного сечения. На рисунке 2.1 представлена конструкция типовой ребристой панели перекрытия для опирания на нижнюю полку ригеля таврового сечения. На рисунке 2.2 поперечное сечение панели и узел А.

Рис. 2.1 Конструкция ребристой панели перекрытия

Рис. 2.2. Поперечное сечение панели

№	Вид нагрузки	Нормативные нагрузки кН/м2	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчетные нагрузки кН/м2
	Постоянные
1	Собственный вес плиты с заливкой швов	2,5	1,1	2,75
2	Конструкция пола:
	керамическая плитка на цементно-песчаном растворе δ=20мм 18×0,02×1=0,36	0,36	1,3	0,468
	армированная цементно-песчаная стяжка δ = 35мм 20×0,035×1=0,70	0,70	1,3	0,91
	песчаная засыпка δ=70 мм 17×0,07×1=1,19	1,19	1,3	1,547
	Итого постоянная	4,75		5,675
3	Временная	15	1,2	18
4	в том числе кратковременная	3	1,2	3,6
	Полная	19,75		23,675
	в том числе постоянная и временная длительная нагрузки	16,75		20,075

Расчетная нагрузка на 1 п. м. плиты при ее номинальной  ширине 1,5 м с учетом коэффициента надежности по ответственности здания γ_п=1;

- полная расчетная q =23,675·1,50·1 = 35,51 кН/м

- полная нормативная q_n= 19,75·1,5·1 = 29,62 кН/м

- постоянная и  временная длительная нормативные нагрузки

q_l =16,75·1,50·1=25,13 кН/м

Расчетный пролет плиты при ее конструктивной длине 5,98 м и ширине ригеля 300 мм

м, где f – зазор между осью ригеля и плитой.

Плита рассчитывается как однопролетная шарнирно опертая балка, загруженная равномерно распределенной нагрузкой.

2.2. Усилия от расчетных и нормативных нагрузок

Усилия от полной расчетной нагрузки:

- максимальный изгибающий момент в середине пролета

кНм

-максимальная поперечная сила на опорах

кН

Усилия от нормативной нагрузки:

-полной

кНм

-постоянной и  длительной временной

 кНм

2.3. Расчетное сечение панели

Конструктивные параметры поперечного сечения ребристой плиты:

- высота сечения  400 мм;

- конструктивная ширина 1485 мм;

- ширина продольных ребер понизу 85 мм, поверху 100 мм;

- ширина верхней полки

мм;

-толщина полки 50 мм.

В расчетах по предельным состояниям первой группы сечение панели приводится к тавровому с шириной ребра равным

мм

Рис. 2.3. Расчетное сечение ребристой панели

Отношение  >0,1, в расчет вводится вся ширина полки мм. 

Рабочая высота сечения                

2.4. Характеристики прочности бетона и арматуры.

Ребристая предварительно напряженная плита армирована стержневой арматурой класса А800 с механическим натяжением на борта формы. Нормативное сопротивление арматуры R_sn=800 МПа, расчетное сопротивление – R_s=695 МПа; модуль упругости E_s =200000 МПа. Поперечная арматура класса А240 с расчетным сопротивлением R_sw =170 МПа (табл. П5, П6, П7, П8 приложения).  Полк армируется сварными сетками из арматуры класса В500 с расчетным сопротивлением R_s =415 МПа. Изделие подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении.

Величина предварительного напряжения арматуры принята равной σ_sp= 0,7R_sn =0,7·800=560 МПа.

Бетон тяжелый класса В25, соответствующий классу напрягаемой арматуры. Расчетные сопротивления бетона для расчета по первой группе предельных состояний: R_b=14,5 МПа; R_bt=1,05 МПа. Расчетные сопротивления бетона для расчета по второй группе предельных состояний: R_b,ser = 18,5МПа; R_bt,ser=1,55 МПа. Начальный модуль упругости бетона Е_b=30000 МПа (табл. П1, П2, П3 приложения).

2.5. Расчет панели по первой группе предельных состояний

Расчет прочности панели по сечению нормальному

к продольной оси

Расчетный изгибающий момент М =142,37 кНм. Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне. Предполагаем, что нейтральная ось проходит в полке и сечение рассчитываем как прямоугольно с шириной равной ширине полки.

Вычисляем коэффициент α_m

Относительная высота сжатой зоны бетона

Высота сжатой зоны бетона

Так как x < h'_f, то нейтральная ось проходит в полке.

Граничная высота сжатой зоны бетона (табл. П10 приложения):

Так как ξ<ξ_R  установка арматуры в сжатой зоне не требуется.

Площадь продольной рабочей арматуры равна

где γ_s =1,1, так как

Принимаем арматуру 2Æ20 мм с А_s=628 мм²  (табл. П15 приложения).

Расчет армирования полки ребристой плиты

Плита проектируется с поперечными ребрами при отношении пролетов полки (рис. 2.1, 2.2 ) l₂/l₁ = 1250/1245 =1,004 < 2, следовательно, полка рассчитывается как плита, защемленная по контуру.

Нагрузка на 1м² полки плиты:

где g= g_пола + g_полки =(2,925+25·0,05·1,1)=4,3 – постоянная нагрузка.

Принимая l₁ = l₂ =1,25 м и M_l /M_sup =1 уравнение моментов в защемленной плите примет вид

 

Полка в продольном направлении армируется стандартной сварной сеткой с рабочей арматурой класс В500 в двух направлениях. Опорный изгибающий момент по продольному ребру воспринимается сеткой с поперечной рабочей арматурой В500.  Расчетное сопротивление арматуры R_s = 415 МПа.

Сечение полки прямоугольное, рабочая высота сечения

 - установка арматуры в сжатой зоне не требуется.

Площадь рабочей арматуры

Принимаем сетки с шагом 200 мм Æ4 мм с A_s= 88 мм². Сетка С1- поз.6 рис. 2.6 , сетка С2 - поз.5 рис. 2.6. 

     

Геометрические характеристики приведенного сечения

Коэффициент приведения

Площадь бетонного сечения. Для этого сечение разбиваем на два участка – ребро и свесы