3.2. Назначение размеров сечения плиты (см. Рис. 7):

Длина плиты составит: l_п = 6000-200-20=5780 мм.

высота сечения ребристой предварительно напряженной плиты

h = l_п/20 = 5780/20 = 289 мм;

Расчетная длина плиты составит: l₀ = l_п-90 мм =5690 мм.

Принимаем высоту плиты h = 300 мм.

рабочая высота сечения h₀ = h - а = 300 - 30 = 270 мм;

где а – расстояние от центра тяжести арматуры до грани растянутой зоны.

а=30 мм для ребристых плит и а=20 мм для многопустотных плит.

ширина продольных ребер внизу - 70 мм, вверху - 100 мм;

ширина верхней полки 136 см. толщина 5 см.

В расчетах по предельным состояниям первой группы расчетное сечение тавровое (см. рис. 4,б):

расчетная толщина сжатой полки таврового сечения h_f'= 5 см.

расчетная ширина ребра b = 2∙7 = 14 см.

Отношение h_f'/h = 5/30 = 0,167 > 0,1, при этом в расчет вводится вся ширина полки b_f' = 136 см.

3.3. Определение усилий от расчетных и нормативных нагрузок

Рис.6. Расчетная схема плиты и эпюры М и Q.

Рис. 7. Расчетный пролет плиты при опирании - на полки ригелей.

Изгибающий момент от расчетной нагрузки в середине пролета

М = (g + v)l₀²/8 = 18,8∙5,88²/8 = 81,25 кН∙м.

Поперечная сила от расчетной нагрузки на опоре

U = (g + v)∙l₀/2 = 18,8∙5,88/2 = 55,3 кН.

Усилия от нормативной полной нагрузки

М = 16,0∙5,88²/8 = 69,15 кН∙м.

U = 16,0∙5,88/2 = 47,0 кН.

Изгибающий момент от нормативной постоянной и длительной временной нагрузки

М = 14,0∙5,88²/8 = 60,50 кН∙м.

4. Выбор бетона и арматуры, определение расчетных характеристик материалов

Ребристая предварительно напряженная плита армируется стержневой арматурой класса Ат-V с электротермическим натяжением на упоры форм.

Изделие подвергается тепловой обработке при атмосферном давлении.

Бетон тяжелый класса В25. соответствующий напрягаемой арматуре. Согласно [1]:

нормативное сопротивление бетона сжатию

R_bn = R_b.ser = 18,5 МПа (прил. 1).

здесь R_b.ser расчетное сопротивление бетона сжатию для предельных состояний второй группы;

расчетное сопротивление бетона сжатию для предельных состояний первой группы R_b = 14,5 Мпа;

коэффициент условий работы бетона γ_b2 = 0,9;

нормативное сопротивление при растяжении

R_btn = R_bt.ser = 1,60 МПа (прил. 1);

расчетное сопротивление при растяжении R_bt = 1,05 МПа;

начальный модуль упругости бетона E_b = 27000 МПа.

Передаточная прочность бетона R_bp устанавливается так, чтобы при обжатии отношение напряжений σ_bp/R_bp  0,75, кроме того, R_bp  0,5 В.

Для напрягаемой арматуры класса Ат-V:

нормативное сопротивление растяжению R_sn = 785 МПа (прил. 2);

расчетное сопротивление растяжению R_s = 680 МПа;

начальный модуль упругости E_s = 190000 МПа.

Предварительное напряжение арматуры принимается равным:

σ_sp = 0,6∙ R_sn = 0,6∙785 = 470 МПа.

Рекомендуется [1] назначать σ_sp с учетом допустимых отклонений р так, чтобы выполнялись условия:

σ_sp + p  R_s.ser , σ_sp - р  0.3∙ R_s.ser.

Значение р при электротермическом способе натяжения арматуры определяется по формуле (в МПа): р = 30 + 360/l, l - длина натягиваемого стержня: м.

Проверяем выполнение условий, если

р = 30 + 360/6 = 30 + 60= 90 МПа:

σ_sp + р = 470 + 90 = 560 < R_s.ser = 785 МПа.

σ_sp - р = 470 – 90 = 380 > 0,3∙ R_s.ser = 0,3∙785 = 235,5 МПа.

Условия выполняются.

Значение предварительного напряжения в арматуре вводится в расчет с коэффициентом точности натяжения арматуры γ_sp:

γ_sp = 1 ± Δγ_sp.

Вычисляем предельное отклонение предварительного напряжения:

Δγ_sp = 0,5(р/σ_sp)∙(1+1/√n) = 0,5(90/470) ∙ (l+l/√2) = 0,16;

здесь n = 2 - число напрягаемых стержней в сечении плиты.

При проверке по образованию трещин в верхней зоне плиты при обжатии принимается γ_sp = 1 + 0,16 = 1,16;

при расчете по прочности плиты γ_sp = 1 – 0,16 = 0,84.

Предварительное напряжение с учетом точности натяжения

σ_sp = 0,84∙470 = 385 МПа.