6) Определение расчетного пролета панели: Расчетный пролет панели l0 – принимаем равным расстоянию между осями ее опор. l0 = 5980–120 = 5860 (мм).

Расчетный изгибающий момент от полной нагрузки:

(35)

где l0 – расчетный пролет плиты.

Расчетный изгибающий момент от полной нормативной нагрузки (для расчета прогибов и трещиностойкости) при γf =1:

(36)

Расчетный изгибающий момент от нормативной постоянной и длительной временной нагрузок:

(37)

Расчетный изгибающий момент от нормативной кратковременной нагрузки:

(38)

Максимальная поперечная сила на опоре от расчетной нагрузки:

(39)

Максимальная поперечная сила на опоре от нормативной нагрузки:

(40)

(41)

7) Подбор сечения панели: Для изготовления панели приняты: бетон класса В15, Еb=20,5·103 (МПа), Rb=8,5 (МПа), Rbr=0,75 (МПа), γb2=0.9; продольную арматуру из стали класса Ат-V, Rs=680 (МПа), Еs=190000 (МПа); поперечную арматуру из стали класса Вр-1 диаметром ∅5 мм; Rs = 410 (МПа), RSW= 260 (МПа); армирование – сварными сетками и каркасами; сварные сетки – из стали класса Вр-I диаметром ∅4 мм; RS =410 (МПа). Проектируем панель шести-пустотной. В расчете поперечное сечение пустотной панели приводим к эквивалентному сечению. Вычисляем:

(42)

Приведенная толщина ребер b =116–6х14,3=30,2 (см).

Расчетная ширина сжатой полки b’f = 116 (см).

8) Характеристики прочности арматуры: Предварительное напряжение σSP – арматуры, принимается не более σSP=RSn-р, где RSn – нормативное сопротивление арматуры, RSn = 785 (МПа); р – допускаемое отклонение значения предварительного напряжения:

(43)

Согласно «Руководству по технологии изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций», значение σSP принимается для термически упрочненных сталей не более 550 МПа. Принимаем σSP=550 (МПа). Проверяем выполнение условий:

σSP+р≤ RSn; σSP-р≥0,3 RSn

550+90=640≤785 (МПа); 550–90=460≥0,3.785=236 (МПа)

Вычисляем предельное отклонение предварительного напряжения при числе напрягаемых стержней np = 4:

(44)

ΔγSP ≥ 0.1⇒ принимаем ΔγSP = 0,12. Коэффициент точности натяжения γSP =1−ΔγSP = 1− 0,12 = 0,88. При проверке по образованию трещин в верхней зоне панели при обжатии принимаем γSP=1+0,12=1,12. Предварительное напряжение с учетом точности натяжения σSP=0,88х550 = 485 (МПа). Расчет прочности панели по сечению, нормальному к продольной оси. Расчетное сечение – тавровое с полкой в сжатой зоне. Вычисляем:

(45)

где h0 = h – а = 22 – 3 = 19 (см) защитный слой бетона.

Находим ξ=0,12, η=0,94. Высота сжатой зоны х=ξ·h0=0,12·19 = 2,28 (см) πh’f= 3,8 (см) – нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки.

9) Сечение плиты при расчете прочности:

Граничная высота сжатой зоны:

(46)

где ω – характеристика сжатой зоны бетона:

ω=0,85–0,008·Rb=0,85–0,008·0,9·8,5 =0,78

σSC, U – предельное напряжение в арматуре сжатой зоны; σSC, U =500 (МПа),

σSR – напряжение в арматуре:

σSR = RS + 400 – σSP – ΔσSP = 680 + 400 – 485 = 595 (МПа);

ΔσSP = 0 (при электротермическом способе натяжения)

Расчетное сопротивление арматуры RS должно быть умножено на коэффициент:

(47)

где η=1,15 – для арматуры класса АТ – V.

Вычисляем площадь сечения растянутой арматуры:

(48)

Конструктивно принимаем 4∅12 АТ–V RS=4,52 (см2).

Расчет прочности панели по наклонному сечению: Q=25900 (H).

Проверяем условие прочности по наклонной полосе между наклонными трещинами, полагая ϕВ1 =1 (при отсутствии расчетной поперечной арматуры):

(49)

где

Условие соблюдается, размеры поперечного сечения панели достаточны. Вычисляем проекцию расчетного наклонного сечения на продольную ось с. Влияние свесов сжатых полок (при 7 ребрах):

(50)

Влияние продольного усилия обжатия

(51)

Вычисляем (1+ϕf+ϕn)=1+0,4+0,5=1,9φ1,5, принимаем 1,5:

(52)

В расчетном наклонном сечении Qb=QSW=Q/2, тогда

с=Bb/0.5Qc=22,08х105/0,5х25900=171 (см); φ2h0=2·19=38 (см),

принимаем с=2h0=38 (см). В этом случае Qb=Bb/c=22,08·105/38=58105 (Н) φQ= =25900 (H), следовательно, по расчету поперечная арматура не требуется.

В ребрах устанавливаем конструктивно каркасы из арматуры ∅5 класса Вр-1. По конструктивным требованиям при h≤450 мм на при опорном участке l1=l/4 =628/4 = 157 (см) шаг стержней S = h/2 = 22/2 = 11 (см) и S≤15 (см) принимаем S=10 (см). В средней половине панели поперечные стержни можно не ставить, ограничиваясь их постановкой только на приопорных участках.

10) Расчет прочности наклонного сечения на действие изгибающего момента: Расчет производиться исходя из условия:

(53)

где М – момент от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения, относительно оси, перпендикулярной плоскости действия момента и проходящей через точку приложения равнодействующей усилий в сжатой зоне;

- суммы моментов относительно той же оси соответственно от усилий в хомутах и продольной арматуре;

zSW, zSP – расстояния от плоскостей расположения соответственно хомутов и продольной арматуры.

Величина – при хомутах постоянной интенсивности определяется по формуле: