Конструирование поперечной рабочей арматуры панели

Конструирование поперечной арматуры заключается в выборе класса, диаметра и шага поперечных стержней. Обычно конструирование сопровождается расчётом, в результате которого устанавливается, обеспечена ли прочность элемента по наклонному сечению. Однако, учитывая сравнительно небольшой объем курсового проекта, ограничимся лишь конструированием.

· Используем поперечную арматуру из проволоки класса Вр-I, диаметром 5 мм (Æ5Вр-I).

· Шаг поперечной арматуры назначаем не основе конструктивных требований п. 5.27 СНиП [2]:

1) на приопорных участках длиной, равной ¼ пролета l₀= l/4 = 9/4 = 2,25 м

при высоте сечения h ≤ 450 мм (в данном случае h = 450 мм) шаг поперечной арматуры должен быть не более:

,

S₁ £ 200 мм.

Принимаем S₁ = 150 мм (кратно 50 мм), см. прил. 1.

2) на остальной части пролёта при высоте сечения h > 300 мм шаг поперечной арматуры должен быть не более:

,

S₂ £ 500 мм.

Принимаем S₂ = 300 мм (кратно 50 мм).

4 При h ≤ 300 мм поперечную арматуру на этом участке допускается не устанавливать.

· Поперечные стержни входят в состав плоского каркаса, которому присвоим марку К-1 (см. арматурные чертежи в графической части). Продольные стержни этого каркаса принимаем конструктивно, из арматуры Æ8А-I.

· Для возможности свободной укладки каркаса в форму концы всех его стержней должны отстоять от грани элемента на 10 мм (п. 5.9 СНиП [2]). Величина защитного слоя бетона для поперечной и конструктивной арматуры в рёбрах высотой h ≥ 250 мм должна быть не менее диаметра стержня и не менее 15 мм (п. 5.6 СНиП).

4 Продольная напрягаемая арматура не входит в состав никаких каркасов, так как приварка к ней стержней ухудшает её прочностные свойства.

· Поперечные ребра армируем каркасами К-2. Используем те же виды арматуры, что и для каркаса К-1. Шаг стержня назначаем конструктивно (например, 200 мм).

Расчет полки панели на местный изгиб

Общие соображения

Плитная часть панели (или просто плита), называемая в тавровом сечении полкой, работает на изгиб как пластина, опёртая по контуру на продольные и поперечные ребра. Работа плиты под действием нагрузок зависит от соотношения сторон опорного контура.

· При отношении сторон l₂/l₁ > 2 (рис. 3.3, а), плиты работают в направлении меньшей стороны, а в другом направлении за них работают рёбра. Такие плиты называются балочными, так как их рассчитывают как балки пролётом l₁, выделяя из них полосы шириной b = 1 м.

· При отношении сторон l₂/l₁ ≤ 2 (рис. 3.3, б), что бывает, например, при частом расположении поперечных рёбер, плиты работают в двух направлениях в плане и их называют за это плитами, опёртыми по контуру. Изгибающие моменты в таких плитах меньше, чем в балочных, поэтому опёртые по контуру плиты являются более эффективными. Следует помнить, что в запас прочности расчёт такой плиты можно провести и по балочной схеме.

ü Очевидно, что в нашей панели перекрытия, у которой поперечные ребра расположены только по краям, имеем дело с балочной плитой.

Нагрузки на полку панели

Равномерно распределённая нагрузка на полку панели с несущественным превышением может быть принята такой же, как и для всей плиты (табл. 2.1). Линейную расчётную нагрузку определяем сбором поверхностной нагрузки с условной ширины b = 1 м:

q = P₀ b γ_n = 8,291·1,0·0,95 = 7,876 кН/м.

3.8.3. Расчётная схема полки, внутренние усилия

· В рёбристой панели расчётная схема полки принимается в виде балки с жёсткой заделкой на концах (рис. 3.4, а), в панели типа 2Т – в виде двухопорной консольной балки (рис. 3.4, б).

· Расчётный изгибающий момент:

4 в рёбристой панели (с учётом перераспределения усилий):

;

4 в панели типа 2Т: .

3Рис. 3.4. Внутренние усилия в полке рёбристой панели (а) и панели типа 2Т (б); условное поперечное сечение полки (в).

3Рис. 3.3. Плиты балочные (а) и опёртые по контуру (б).

Поперечное сечение полки

· Условное поперечное сечение полки (рис. 3.4,в) – прямоугольное, шириной b = 100 см, высотой h¢_f = 6 см.

· Плита армируется сеткой из арматуры Æ5В 500, R_s = 410 МПа.

· Минимальная толщина защитного слоя бетона в плитах толщиной до 100 мм составляет а_b = 10 мм (п. 5.5 СНиП [2]). Тогда минимально необходимое расстояние от нижней грани сечения до центра тяжести арматуры (диаметром d = 5 мм):

а = а_b + 0,5d = 100 + 0,5·5 = 12,5 мм, принимаем а = 15 мм.

· Рабочая высота сечения h₀ = h¢_f – a = 6 –1,5 = 4,5 см.

Подбор рабочей арматуры

· Параметр А₀: .

· Относительная высота сжатой зоны: .

· Относительное плечо внутренней пары сил: η = 1 – 0,5ξ = 0,9865.

· Требуемая площадь арматуры: .

· По сортаменту арматуры определяем, что нам необходимо не менее четырех стержней, площадь сечения 4Æ5 В 500 равна А_s = 0,785 см².

· Шаг арматурных стержней тогда составит: .

· Шаг продольной рабочей арматуры сетки при высоте плиты до 150 мм должен составлять не более 200 мм (п. 5.20 СНиП [2]), поэтому принимаем S = 200 мм (кратно 50 мм).

Конструирование сеток

· Выбранная рабочая арматура располагается параллельно короткой стороне сетки. В направлении длиной стороны арматуру ставим конструктивно: принимаем стержни Æ4В 500 с шагом 200 мм (допускается не более 200 мм, кратно 50 мм).

· Арматурная сетка размещается в растянутой зоне сечения полки, положение которой определяется по эпюре изгибающих моментов (рис. 3.4).

4 В рёбристой панели используется две сетки: пролётные моменты воспринимают сетки С-1, установленные у нижней грани сечения; опорные моменты воспринимают аналогичные, но более узкие сетки С-2 (2 шт.), установленные у верхней грани сечения.

4 В панели типа 2Т используется одна сетка С-1, расположенная у нижней грани сечения; вблизи ребер и на консолях стержни сетки переводятся в верхнюю зону.

· Шаг стержней у краев сетки может отличаться от основного (в меньшую сторону, кратно 10 мм).