РАСЧЁТНО - КОНСТРУКТИВНАЯ   ЧАСТЬ

      1 Общие сведения

      При расчете конструкций нагрузки и  воздействия приняты по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» с изменением №1, введенным в действие на территории РФ приказом Минстроя России от 4 июня 1992 г. №135.

      Постоянные  нагрузки – это нормативные значения нагрузок от массы конструкций определенные по размерам, установленным в процессе проектирования на основе опытов предыдущих проектов и справочных материалов. Нагрузки от грунтов установлены в зависимости от грунта, его вида и плотности.

       Переход к расчетным нагрузкам осуществлен  путем умножения соответствующих нормативных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке g_f, который учитывает изменчивость нагрузок, зависящую от ряда факторов. Коэффициенты надежности по нагрузке устанавливают после обработки статистических данных наблюдений за фактическими нагрузками, которые отмечены во время эксплуатации сооружений. Эти коэффициенты зависят от вида нагрузки, вследствие чего каждая нагрузка имеет свое значение коэффициента надежности.

      Приведем  некоторые значения коэффициентов  надежности по нагрузке для отдельных строительных конструкций:

      1,1 – для железобетонных, бетонных (со средней плотностью свыше  1600 кг/м³), деревянных, каменных и армокаменных конструкций;

      1,3 – для бетонных (со средней  плотностью 1600 кг/м³ и менее), изоляционных, выравнивающих и отделочных слоев (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.д.), выполняемые на строительной площадке.

      Для равномерно-распределенных временных нагрузок коэффициент g_f равен:

      1,3 – при полном нормативном значении  нагрузки менее 2 кПа;

      1,2 – при полном нормативном значении  нагрузки 2 кПа и более. 

      2 Расчет многопустотной плиты перекрытия 

      2.1 Расчет по предельным состояниям первой группы

      Расчетный пролет плиты перекрытия ℓ₀ = 5,98 м.

      Проведем  сбор нагрузок на 1 м² плиты, таблице 1 

Таблица 1. Сбор нагрузок на перекрытие на 1 м²

 

 

       Расчетная нагрузка на 1 м при ширине плиты 1,5 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания g_n=0,95; постоянная:

 кН/м;   (2.1)

полная:

 кН/м;   (2.2)

 кН/м.   (2.3)

      Нормативная нагрузка на 1 м при ширине плиты 1,5 м с учетом коэффициента надежности по назначению здания g_n=0,95; постоянная:

                                          

кН/м;    (2.4)

полная:

 кН/м;   (2.5) 

      Усилия  от расчетных и нормативных нагрузок: от расчетной нагрузки:

 кН·м;    (2.6) 

 кН.    (2.7) 

      От  полной нормативной нагрузки:

 кН·м;   (2.8)

 кН.    (2.9) 

      От  нормативной постоянной и длительной нагрузок:

 кН·м.     (2.10) 
 

      Высота  сечения многопустотной предварительно напряженной плиты:

 см;     (2.11)

рабочая высота сечения:

 см.    (2.12)

    Размеры плиты:

толщина верхней и нижней полок (20-16)´0,5=2 см;

ширина  ребер: средних 3,5 см, крайних 4,65 см.

    В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетная толщина сжатой полки таврового сечения h_f’= 2 см; отношение h_f’/h=2/20=0,1³0,1, при этом в расчет вводится ширина полки b_f’=146 см; расчетная ширина ребра

b=146-6´15,9=51 см.     (2.13)

      Пустотную предварительно напряженною плиту  армируют стержневой арматурой класса А800 с электротермическим натяжением на упоры форм. К трещиностойкости плит предъявляют требования третьей категории. Изделие подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении. Бетон тяжелый класса В25 соответствующий напрягаемой арматуре. Нормативная призменная прочность R_bn=R_{b, ser}=18,5 Мпа, расчетная R_b=14,5 МПа, коэффициент условия работы бетона g_b2=0,9; нормативное сопротивление при растяжении R_bth=R_{bt, ser}=1,6 МПа, расчетное R_bt=1,05 МПа, начальный модуль упругости бетона E_b=30000 МПа. Передаточная прочность бетона R_bp устанавливается так, чтобы при обжатии отношение напряжений s_bp/R_bp£0,75.

      Арматура  продольных ребер класса А800, нормативное сопротивление R_sn=785 МПа, расчетное сопротивление R_s=680 МПа; модуль упругости Е_s=190000 МПа.

 

       Предварительное напряжение арматуры принимаем равным:

.   (2.14)

      Проверяем выполнение условия:

    (2.15)

где s_sp – значение предварительного напряжения в арматуре. 

      При электрохимическом способе натяжения p=30+360/ℓ, где ℓ – длина натягиваемого стержня, p = 30+360/6 = 90 МПа,

,  (2.16)

условие выполняется.

      Вычисляем предельное отклонение предварительного напряжения по формуле:

   (2.17)

где n – число напрягаемых стержней плиты n_p=2.

.   (2.18)

      Коэффициент точности напряжения при благоприятном  влиянии предварительного напряжения определяется по формуле:

   (2.19)

      При проверке по образованию трещин в  верхней зоне плиты при обжатии принимают g_sp=1+0,16=1,16.

      Предварительное напряжение с учетом точности натяжения:

.   (2.20) 

 

       Рассчитаем прочность плиты по сечению, нормальному к продольной оси (М=64,4 МПа).

      Сечение тавровое с полкой в сжатой зоне. Подбираем сечение по заданному моменту.

      Находим:

,  (2.21)

по СНиП находим x=0,125; c=xh₀=0,125´17=2,13 см < 3 см, нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки x=0,938. 

      Характеристика  сжатой зоны:

  (2.22)

      Граничная высота сжатой зоны:

, (2.23)

здесь . 

      Коэффициент условий работы, учитывающий сопротивление  напрягаемой арматуры выше условного предела текучести, определяют по формуле:

 (2.24),

где h=1,15 – для арматуры класса А800; принимают g_sb=h=1,15. 

 

       Вычисляем площадь сечения напрягаемой  арматуры:

. (2.25)

      Принимаем 8Æ10А800, А_s=9,28 см². 

      Проведем  расчет прочности плиты по сечению, наклонному к продольной оси, Q=43,8 кН.

      Влияние усилия обжатия Р = 338 кН:

,   (2.26)

где j_n – коэффициент, учитывающий влияние продольных сил.

      Проверяем, требуется ли поперечная арматура по расчету. Условие:

При и поскольку ,

принимаем с=2,5h₀=2,5´17=42,5 см.

      Другое  условие (поперечная сила в вершине  наклонного сечения):

, (2.27) 

если  то поперечная арматура по расчету не требуется: 

,  (2.28)

следовательно, поперечная арматура по расчету не требуется.

 

       На приопорных участках длиной ℓ/4 арматуру устанавливаем конструктивно, Æ4 В500 с шагом S = h/2 = 20 / 2 = 10 см, в средней части пролета поперечная арматура не ставится. 

      2.2 Расчет многопустотной плиты по предельным состояниям второй группы 

      Геометрические  характеристики приведенного сечения

      Круглое очертание пустот заменяем эквивалентным  квадратным очертанием со стороной h = 0,9d = 0,9´16 = 14,4 см. Толщина полок эквивалентного сечения: