2.2 Расчет по предельным состояниям первой группы

2.2.1 Расчетный пролет и нагрузки

Таблица 2.1 - Нормативные и расчётные нагрузки на 1м² перекрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка кН/м²	Коэфф. надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка кН/м²
Постоянная от веса покрытия: 1 – ж/б ребристая плита 2 – обмазочная пароизоляция 3 – утеплитель 4 – асфальтовая стяжка 5 – рулонный ковер Итого постоянная	1,7 0,05 0,4 0,35 0,15 2,65	1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 -	2,3 0,07 0,54 0,47 0,20 3,58
Временная от снега: 1 – длительная 2 – кратковременная	1,2 0,36 0,84	1,5 1,5 1,5	1,8 0,54 1,26
Полная: 1 – постоянная и длительная 2 – кратковременная	3,85 3,01 0,84	- - -	5,38 - -

Определим расчетные и нормативные нагрузки на 1м² плиты с учетом коэффициента надежности 0,95

-полная нормативная: q=3,58∙2,8 ∙0,95=3,4кН/м²;

- полная расчётная: q=5,38∙2,8∙0,95=5,11кН/м²;

2.2.2 Прочностные и деформативные характеристики материалов

Ребристую предварительно напряженную плиту армируем стержневой термоупрочненной арматурой класса S800 с механическим натяжением на упоры форм.

Предварительное натяжение арматуры:

Предварительное натяжение арматуры без учета потерь назначаем: при электротермическом способе:

(2.1)

где р – допустимое отклонение преднапряжения; р=30+360/l=30+360/7=81,43МПа;

Для значения предварительного натяжения арматуры вводится коэффициент точности натяжения арматуры:

(2.2)

гдепри механическом способе натяжения определяется по формуле:

n_p – число стержней напрягаемой арматуры в сечении элемента;

Коэффициент точности натяжения:

(2.3)

Характеристики прочности бетона: бетон тяжелый C25/30, естественного твердения, ,,,,, передаточная прочность бетона.

2.2.3 Расчёт ребристой плиты

В программном комплексе ЛИРА САПР 2013 (Demo) создаётся модель преднапряжённой ребристой плиты, элементами которой являются:

1.Плита-сетка из конечных элементов тип 41 со следующими параметрами:

Шаг вдоль первой оси-0,07;0,38;0,07м;

Количество соответствующих шагов вдоль первой оси-1;7;1;

Шаг вдоль второй оси-0,08;0,285;0,08м;

Количество соответствующих шагов вдоль второй оси-1;24;1.

2.Рёбра продольные-стержневые элементы тип 10 длиной 0,285м соединённые с плитой жёсткими вставками 0,21м (от нижней стороны), в соответствующих узлах с плитой.

3.Рёбра поперечные-стержневые элементы тип 10 длиной 0,38м соединённые с плитой жёсткими вставками 0,36м (от нижней стороны) и для среднего ребра 0,31м, в соответствующих узлах с плитой.

4.Преднапряжённая арматура-стержневые элементы тип 10 длиной 0,285м соединённые с плитой жёсткими вставками 0,04м (от нижней стороны) в соответствующих узлах с плитой.

Для элементов преднапряжённой ребристой плиты задаются следующие жёсткости:

1.Плита-пластина толщиной 3см;

2.Рёбра продольные-брус 14×42см.

3.Рёбра поперечные- брус 16×12см и 16×22см.

Перечисленные выше сечения имеют модуль упругости 3×10⁶т/м².

4.Преднапряжённая арматура-кольцо 2×0 см с модулем упругости 2,1×10⁷т/м².

Рисунок 2.2-Модель плиты.

Для моделирования преднапряжения на стержни арматутры накладывается эквивалентное тепловое воздействие, величина которого вычисляется по формулам:

(2.4)

(2.5)

где -деформации вызванные предварительным напряжением с учётом его потерь;

-коэффициент линейного расширения арматурной стали, град^-1.

Полезная нагрузка задаётся как равномерно распределённая на пластины.

Рисунок 2.3-Приложение полезной нагрузки равномерно распределённой на пластины.

Рисунок 2.4-Приложение теплового воздействия на преднапрягаемую арматуру.

Рисунок 2.5-Изополя перемещений.

После проведения расчёта задача экспортируется в ЛИРА-АРМ. Режим расчёта- ТКП/ОР 45-5.03…-200.

Элементам задаются следующие расчётные прараметры:

Для стержней:

Тип элемента- балка, класс бетона-С25/30, армирование- несимметричное, привязка центра тяжести арматуры снизу и сверху-3см, продольная арматура -S500, поперечная арматура –S240.

Для пластин:

Тип элемента- плита, класс бетона-С25/30, привязка центра тяжести арматуры снизу и сверху-1см, продольная арматура -S500, поперечная арматура –S500.

Результаты армирования для наиболее характерных участков ребристой плиты приведены в таблице 2.

Таблица 2.2- Результаты армирования для наиболее характерных участков ребристой плиты

В соответствии с таблицей 2.2 принимаем следующее армирование элементов:

Поперечная арматура продольных рёбер-5 S240 с шагом 200мм;

Поперечная арматура поперечных рёбер-4 S240 с шагом 150мм;

Продольная арматура поперечных рёбер-14 S500;

Арматура полки- сварная сетка С-1 из проволоки класса S500 Ø5мм с шагом S=200 мм продольных стержней и поперечных стержней.