2.3 Конструктивные расчеты плиты

Принимаем тяжелый класса В25, класс продольной рабочей арматуры А800, поперечной В – 500. Выполняем расчеты плиты по прочности.

2.3.1 Подбор продольной арматуры

По таблице 3.4 [6] определяем расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, Rb = 14.5 МПа. По таблице 3.8[6] находим расчетное сопротивление продольной арматуры осевому растяжению, Rs = 695 МПа.

Находим рабочую высоту сечения , где a – защитный слой бетона, а= 3 см, . Проверяем выполнение условия

- условие выполняется, следовательно, нейтральная ось находится в полке, сечение рассчитываем как прямоугольное шириной b’f.

Определяем

По таблице 3.11 [6] определяем x = 0,07 ; h = 0,965

Определяем ω0 = 0,85-0,008*Rb = 0,85-0,008*14,5 = 0,734

Вычисляем граничную относительную высоту сжатой зоны бетона

Проверяем условие x ≤ xR,

0,07 < 0,93; т.к. условие выполняется, то сжатая арматура по расчету не требуется.

Вычисляем требуемую площадь продольной рабочей арматуры

Подбираем по сортаменту (таблица 3.13 [6]) 4 стержня диаметром 10 мм из арматуры класса А800, Аs= 3,14 см2.

Проверяем процент армирования

2.3.2 Подбор поперечной арматуры

По таблице 3.4 [6] определяем расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, Rbt = 1,05 МПа. По таблице 5.85[5] находим расчетное сопротивление поперечной арматуры осевому растяжению, Rsw = 290 МПа.

Проверяем условие достаточной прочности наклонных сечений при действии главных сжимающих напряжений

,

т.к. условие выполняется, то размеры поперечного сечения элемента достаточны.

Проверяем условие необходимости постановки поперечной арматуры по расчету

Поперечная арматура по расчету не требуется. Конструктивно устанавливаем 4 каркаса Æ 3 В 500.Шаг поперечных стержней назначаем, исходя из конструктивных требований: S £ 0.5*h и S £ 300 мм,

S = 0.5*220=110 мм. Окончательно принимаем S = 100 мм.

2.3.3 Определение геометрических характеристик сечения плиты

По таблице 3.5[6] определяем модуль деформации бетона, Eb =27 МПа и Es =19 МПа. Вычисляем коэффициент приведения арматуры к бетону

Вычисляем площадь приведенного двутаврового сечения (рис.4)

Статический момент приведенного сечения относительно нижней грани

где а – расстояние от центра тяжести продольной растянутой арматуры до нижней грани плиты, а = 3 см.

Расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани

Момент инерции приведенного сечения относительно центра тяжести

Момент сопротивления приведенного сечения относительно растянутой грани

2.3.4 Величина и потери предварительного напряжения арматуры

Величину предварительного напряжения продольной растянутой арматуры назначаем из условий

;

где Rs,ser - расчетное сопротивление продольной растянутой арматуры для второй группы предельных состояний, которое определяем по таблице 3.6[6], Rs,ser=785МПа

Метод предварительного напряжения арматуры принимаем электротермический, а величину P определяем по формуле

где l- длина стержня (плиты), l = 5.46 м.

Принимаем ssp = 520 МПа.

Арматура плиты - стержневая, ее натяжение предусматривается на упоры, бетон - тяжелый, подвергнутый тепловой обработке в камерах. В этом случае будут следующие потери предварительного напряжения.

- от релаксации напряжений в арматуре

- от быстронатекающей ползучести:

при ,где Rbp – передаточная прочность бетона, которую принимаем из условия

a - коэффициент, принимаемый a= 0,25 + 0,025 Rbp, но не более 0,8

sbp - напряжения в бетоне от усилия предварительного обжатия на уровне центра тяжести арматуры

,

,

следовательно,

- от усадки бетона s8 = 35 МПа;

-от ползучести бетона

, при ,

где a1= 0,85 - коэффициент, принимаемый для бетона, подвергнутого тепловой обработке.

Полные потери

.

2.3.5 Расчет по образованию нормальных трещин

Категория трещиностойкости плиты - третья. В ней при действии полной нормативной нагрузки допускается образование и ограниченное по ширине раскрытие трещин.