Расчет и проектирование ребристой панели.

3.1. Подбор сечений

Для изготовления сборной плиты перекрытия принимаем:

- бетон класса С30/37 (согласно ТКП EN 1992-1-1-2009, прил. Е, табл. Е.1N для класса условий эксплуатации ХD1).Характеристики бетона: f_ck =30МПа, f_cd=f_ck/ =30/1,5=20МПа (где  - коэффициент безопасности по бетону, принят равным 1,5 согласно табл.2.1N      ТКП EN 1992-1-1-2009).

- продольное армирование – арматуру из стали класса S500, f_yk=500 МПа,

f_yd = =  ( - частный коэффициент для арматуры, согласно табл. 2.1N ТКП EN 1992-1-1-2009 =1,15);

- поперечное армирование – арматуру класса S240, f_yk=240 МПа,  ( - частный коэффициент для арматуры, согласно табл. 2.1N ТКП EN 1992-1-1-2009 =1,15; 0,8 – согласно примечанию п.6.2.3 [1])

Минимальный защитный слой бетона (согласно п. 4.4.1.2 ТКП EN 1992-1-1-2009):

c_min = max { мм},                                                             

где c _{min, b} -  минимальная толщина из условия сцепления (п. 4.4.1.2 (3) ТКП EN 1992-1-1-2009), в нашем случае принимается не менее диаметра арматуры. Предварительно принимаем диаметр рабочей арматуры 20 мм;

c _min,dur - минимальная толщина из условий защиты от влияния окружающей среды, (согласно таблице 4.4N для класса конструкции S4 принимаем c _min,dur=35мм);

D c _dur,g- дополнительный элемент надежности (п. 4.4.1.2 (6) ТКП EN 1992-1-1-2009, принимаем равным нулю);

D c _dur,st - уменьшение минимальной толщины при использовании нержавеющей стали, (п. 4.4.1.2 (7) ТКП EN 1992-1-1-2009, принимаем равным нулю);

D c _dur,add - уменьшение минимальной толщины при использовании дополнительной защиты (п. 4.4.1.2(8) ТКП EN 1992-1-1-2009, принимаем равным нулю).

Принимаем c_min=c_{min, dur}=35мм.

Номинальная толщина защитного слоя составляет

c_nom = c_min+Δc_dev = 35+10 = 45мм,

где Δc_dev=10мм – допустимое отклонение (п. 4.4.1.3(1) ТКП EN 1992-1-1-2009).

Высота сечения ригеля h_риг. принимаем в пределах 1/12 − 1/14 пролета ригеля 

h_риг =5,8/12=483мм ÷ 414мм →Примем высоту ригеля 450мм.

Ширина ригеля:

bриг = 0,2 ∙ ℎриг ÷ 0,4 ∙ ℎриг = 0,2 ∙ 450 ÷ 0,4 ∙ 450 = 90 мм ÷ 180мм. Исходя из конструктивных требований, принимаем ширину ригеля 300мм. Расчетный пролет плиты l_eff:

 l_eff = l_mov - b/2=5200-300/2=5050мм.
l_mov – номинальная длина плиты;
b – ширина ригеля.

Найдем требуемую высоту поперечного сечения плиты по формуле:

Принимаем h = 420мм.
с – коэффициент, принимаемый для пустотных плит равным 18-20, для
ребристых панелей - в пределах 30…34;
Θ – коэффициент увеличения прогибов при длительном действии
нагружения, принимаемый для пустотных плит равным 2, для ребристых плит
с полкой в сжатой зоне принимается равным 1,5;
q_к – длительно действующая нормативная нагрузка на 1м2 плиты;q=3.75 кН/м²
p_к – кратковременно действующая нормативная нагрузка на 1м2;v=3.75 кН/м²
l_eff – расчетный пролет плиты.

Для определения собственного веса плиты, отнесенного к единице площади, спроектируем поперечное сечение плиты с учетом известных конструктивных высоты и ширины плиты. Также изобразим её расчетное (эквивалентное тавровое) сечение. В расчете поперечное сечение ребристой панели приводим к эквивалентному двутавровому сечению.
Панель рассчитываем как балку прямоугольного сечения с заданными размерами 1150х420мм.

Рисунок 1 – Поперечное сечение ребристой панели, расчетное сечение.

Приведенная площадь двутавра равна:                 

S_{двутавра}=

Приведенная толщина панели равна площади полученного двутавра деленной на ширину панели: