Компоновка перекрытия. Расчет плиты перекрытия марки ПК 63,15-8 Ат с предварительным напряжением. Конструкция пола

2. Расчетно-конструктивная часть

2.1 Компоновка перекрытия.

Расчет плиты перекрытия  марки ПК 63.15-8 Ат с предварительным напряжением

Перекрытия в здании выполняются из сборных железобетонных предварительно напряжённых плит, опирающихся на наружные и внутренние несущие стены из кирпича. Плита принимается аналогично типовой по серии 1.141-1: длина 6280 мм, ширина 1490 мм, толщина плиты 220 мм, расход бетона — 1,04 м³, масса плиты - 2,97т, с = 110 мм - величина опирания плиты на стены; (cmin > 90 мм по серии 1.141-1).

2.2 Конструкция пола.

1.   Линолеум полевинолхлоридный, Р=1100 кг/м³; t=5мм.

2.  Быстротвердеющая мастика Р=500 кг/м³; t=4мм.

3.  Ц.п. стяжка Р=900 кг/м³; t=15мм.

4.  Керамзитобетон Р=600 кг/м³; t=60мм.

5.  Ж/б плита многопустотная Р=2500 кг/м³; t=220мм.

2.3 Расчетная схема и расчетное сечение плиты.

Расчетный пролет плиты для зданий с кирпичными стенами.

lо = lк - с = 6,28 - 0,11 =6,17м

где с=0,11 – величина опирания плиты на стены.

    lк – (конструктивная длина плиты)

  lк = 6300 – 20= 6280мм = 6,28м (20 мм - ширина шва между плитами).

Номинальная ширина плиты b = 1,5м.

Конструктивная ширина плиты с учётом швов между плитами:

bk= b - 10 = 1500 - 10 = 1490 мм (10 мм - ширина шва между плитами). Принимаем стандартную высоту плиты h = 220мм.

ПК 63.15

Многопустотные плиты в заводских условиях изготавливают с круглыми пустотами диаметром 159 мм. Количество пустот 7 - при ширине плиты 1,5 м.

     Шаг пустот 185 мм. Ширина рёбер между пустотами 185 - 159 = 26 мм.

     При семи пустотах число промежуточных рёбер - 6. Ширина крайних рёбер = (1490(конструкт. ширина плиты)-6 х 26-7 х 159) /2 =110,5 мм. Расстояние от грани плиты до оси крайних пустот 110,5* + 159/2 = 190* мм.

     Расчётное сечение плиты при расчёте по первой группе предельных состояний (расчёт на прочность) принимается как тавровая балка высотой h = 220 мм.

Расчётная ширина верхней полки при боковых подрезках 15 мм:

bf ′  = bk (конструктивная ширина плиты) - (2 x 15) = 1490 - (2 x 15) = 1460 мм

Высота балки h =220 мм

Расчётная толщина полки hf ′ = (h — d(диаметр пустот))/2= (220 -159)/2 = 30,5 мм.

Расчётная ширина ребра b=bf ′ - 7 х d = 1460 - 7 х 159 = 347 мм.

2.4 Подсчет нагрузок на 1м² перекрытия.

Нагрузка на 1 п/м плиты с учетом коэффициента надежности по ответственности γ_п= 0,95:

q=g+v

g = g_p × b × γ_n =4,256 x 1,5 x 0,95= 6,065 кН/м

V=V_p × b× γ_n=1,8 x 1,5 x 0,95= 2,565 кН/м

b= 1,5 м- полная ширина плиты.

Полная нагрузка q = g + v = 6,065+ 2,565 = 8,63 кН/м

     2.5 Статический расчет плиты.

Расчет на прочность производится по расчетным нагрузкам:

Изгибающий момент Mmax = q х l²/ 8= 8,63 x (6,17)²/ 8=41,06 кНм.

Поперечная сила Qmax= q х l₀ / 2 = 8,63 x 6,17/ 2=26,62 кН.

l₀ – расчетный пролет плиты.

     2.6 Назначение классов бетона и арматуры.

Класс бетона, в котором расположена напрягаемая арматура принимается при арматуре класса A-IV, В15 (СНиП 52.01 -2003). Расчётное сопротивление бетона при γb₂ = 0,9; Rb = 7,7 МПа, Rbt = 0,67 МПа.

Расчетная продольная арматура класса А-ІV.

Rsn (нормативное сопротивление) = 590 МПа;

 Rs (расчётное сопротивление) = 510 МПа

В качестве поперечной и конструктивной арматуры принимаем арматуру класса Вр-I с характеристиками:

Rsn (нормативное сопротивление) = 490 МПа;

Rs (расчётное сопротивление продольной арматуры) = 410 МПа;

Rsw (расчётное сопротивление поперечной арматуры)= 270 МПа.

Рабочую продольную арматуру натягивают на упоры формы электротермическим способом, а обжатие бетона производится усилием напрягаемой арматуры при достижении прочности:  Rbp = 0,5 x  Rbn.

Rbp = 0,5х 11 = 5,5 МПа- передаточная прочность бетона.

         Бетон изделия твердеет с помощью тепловой обработки (пропарки).     Предварительное напряжение арматуры принимается:

σsp = 0,6 х Rsn = 0,6 х 590 = 354 МПа.

Проверяем соблюдение условий.

 σsp (величина предв., напряжений в арматуре) + Р < Rs,ser,

где Р - допустимое отклонение значения предварительного натяжения. При электротермическом способе натяжения

           Р = 30 + 360/ l (длина натягиваемого стержня) = 30 + 360/ 6,3 = 62 МПа

σsp + Р = 354 + 62 = 416 МПа < Rs,ser = 590 МПа

При электротермическом способе натяжения:

Р               1

Δγsp = 0,5 –––– (1 + –––––), где

                  σsp               √np

пр -число напрягаемых стержней.

Расстояние между осями рабочих стержней должно быть не более 2h= 2 x 220=440 мм.

При установке через 2 пустоты это расстояние будет = 2 x185= 370<440 мм.

Тогда, nр- число натягиваемых стержней = 5 шт (минимальное число стержней).

62               1

Δγsp = 0,5 –––– (1 + –––––)=0,087 х (1,44)=0,125

                  354             √5

При благоприятном влиянии предварительного напряжения γsp= 1-0,125 = 0,875

Предварительное напряжение с учетом точности натяжения:

σsp = γsp x σsp= 0,875 х 354 = 309 МПа

     2.7 Расчет плиты по нормальному сечению.

     2.7.1 Расчет плиты с предварительным напряжением.

ho = h-a = 220 - 30 = 190 мм - рабочая высота сечения.

Расчётное сечение тавровое с размерами: bf ′ = 1460 мм, h f ′= 30,5 мм,

b= 347 мм, h= 220 мм, ho= 190 мм, Мmах = 41,06 кНм.

Определяем предварительное положение нейтральной оси из выражения

Мmах < Мсеч

Мсеч = Rb bf ′ hf ′ (ho- 0,5hf ′) = 7700 х 1,46 х 0,0305