Нагрузки на сборное междуэтажное перекрытие

Нагрузки на 1 м² перекрытия приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, Н/м2
Постоянная: -от паркетного пола, t=0,02 м, γ =800 кг/м3 -от шлакобетона, t=0,065 м, γ =1600 кг/м3 -от звукоизоляции из пенобетонных плит t=0,06 м, γ =500 кг/м3 -от железобетонной панели	160 1040 300 2750	1,1 1,2 1,2 1,1	176 1249 360 3025
И т о г о Временная: -кратковременная -длительная	gn = 4250 1300 700	- 1,3 1,3	g = 4810 1690 910
И т о г о	pn=2000	-	p=2600
Полная нагрузка: -постоянная и длительная -кратковременная	4950 1300	- -	5720 1690
И т о г о	gn + pn = =6250	-	g + p = =7410

3.1.3. Определение погонных нагрузок и усилий.

На 1 пог. м длины панели шириной 120 см действуют следующие нагрузки, Н/м:

1. кратковременная нормативная рⁿ = 1300 • 1,2 = 1560 Н/м;

2. кратковременная расчетная р = 1690 • 1,2 = 2028 Н/м;

3. постоянная длительная нормативная qⁿ = 4950 • 1,2 = 5940 Н/м;

4. постоянная длительная расчетная q = 5720 • 1,2 = 6864 Н/м;

итого нормативная qⁿ + рⁿ = 5940 + 1560 = 7500 Н/м;

итого расчетная q + p = 6864 + 2028 = 8892 Н/м.

Расчетный изгибающий момент равен от действия полной нагрузки:

М = q• l_o²• γ_n /8 = 8892 • 5,95² • 0,95/8 = 37382 Нм,

где l_o = 6 - 0,2/2 – 0,1/2 = 5,95 м;

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

М_n = q^н• l_o²• γ_n /8 = 7500 • 5,95² • 0,95/8 = 31530 Нм;

то же, от нормативной постоянной и длительной временной нагрузок:

М_дл = 5940 • 5,95²•0,95/8 = 24972 Нм.

то же, от нормативной кратковременной нагрузки:

М_кр = 1560 • 5,95² • 0,95/8 = 6558 Нм.

Максимальная поперечная сила на опоре от расчетной нагрузки:

Q = q•l_o• γ_n /2 =8892 • 5,95 • 0,95/2 = 25131 Н;

то же, от нормативной нагрузки:

Qⁿ = 7500 • 5,95 • 0,95/2 = 21127 Н;

Q_дл = 5940 • 5,95 • 0,95/2 = 16788 Н.

3.1.4. Расчетные данные для подбора сечений.

Для изготовления сборной панели принимаем:

– бетон класса В30 с расчетными характеристиками:

Е_b =32,5 • 10⁴ МПа,

R_b = 17 МПа,

R_bt =1.2 МПа,

γ_b2 = 0,9;

– продольную арматуру – из стали класса А300, R=280 МПа;

– поперечную - из стали класса А240, R_s=225 МПа, R_sw=175 МПа;

армирование – сварными сетками и каркасами; сварные сетки в верхней и нижней полках панели – из проволоки класса В500, R_s=260 МПа при d = 5мм и R_s=365 МПа при d = 4мм.

Панель рассчитываем как балку прямоугольного сечения с заданными размерами b x h =120х22 см (где b - номинальная ширина; h – высота панели).

Проектируем панель шестипустотной с диаметром пустоты 159 мм. В расчете поперечное сечение пустотной панели приводим к эквивалентному двутавровому сечению. Заменяем площадь круглых пустот прямоугольниками той же площади и того же момента инерции.

Вычисляем:

h₁=0.9 • d=0.9 • 15.9 = 14.3 см;

h_п = h′_f = (h - h₁)/2 = (22 - 14.3)/2 = 3.85 cм

приведенная толщина ребер b=117 – 6 • 14.3 = 31,2 cм (расчетная ширина сжатой полки b′_f = 117 см).

3.1.5. Расчет по прочности нормальных сечений.

Предварительно проверяем высоту сечения панели перекрытия из условия обеспечения прочности при соблюдении необходимой жесткости по формуле:

h = (cl_oR_s/E_s)• (2 • g^н + p^н)/q^н =18 • 595 • 280/2,1 • 10⁵ • (2 • 4550 + 1300)/6250 = 21,8 см

где g^н+р^н = 4250 + 2000 = 6250 Н/м²;

h=22 см - высота сечения;

с - коэффициент, равный 18-20 для пустотных панелей;

Ө - коэффициент увеличения прогибов при действии нагрузки, Ө=2.

Принятая высота сечения h = 22 см достаточна.

Отношение h′_f /h= 3,8/22=0,173>0,1; в расчет вводим всю ширину полки b′_f= 117 см.

Вычисляем по формуле:

А_o=M/( R_b • γ_b2 • b_f • h_о²)=3738200/(17• 0,9 • 117 • 19² • 100 = 0.058

где h_o = h - a = 22 - 3 = 19 см;

По таблице находим ξ=0.06, η=0.97.

Высота сжатой зоны:

x = ξ • h_o= 0.06 • 19 = 1,14 см h′_f=3,8 см, следовательно нейтральная ось проходит в пределах сжатой полки.

Площадь сечения продольной арматуры:

A_s = M/h_o • R_s • η=3738200/19 • 0.97 • 280 = 7,24 см²

предварительно принимаем 614 A240, A_s=9,23 см², а также учитываем сетку (ГОСТ 8478-81),

A_{s прод.}=6 • 0,116=1,18 см²,

всего A_s=1,18 + 9.23=10,41 см²

стержни диаметром 14 мм распределяем по два в каждом ребре, кроме среднего.