Тема: Исследование работы двускатной железобетонной предварительно напряженной плиты покрытия типа «Чайка»

Описание объекта исследования.
Плита покрытия представляет собой пространственную железобетонную конструкцию, совмещающую в себе несущую и ограждающую функции.
В продольном направлении она является двускатной балкой с тонкой (в среднем до 50мм) уширенной ломаной полкой, свесы которой направлены под углом -6° к верху от горизонта и заканчиваются продольными бортами сечением 100х180мм. Вылет свесов (от оси симметрии сечения плиты) - 1250 мм, пролет плиты 21680 мм. Предварительно напряженная арматура - канаты типа К7, ненапрягаемая арматура - А500.

Рис.1.2. Вид сбоку на половину плиты перекрытия

Основные достоинства
• Высокие архитектурные качества;
• Технологичность монтажа и изготовления;


Купить

1. Выполненные по действующим нормам расчеты показали, что наиболее опасное исходное сечение плиты (с 10-ю канатами рабочей арматуры) отвечают требованиям по прочности. Однако в плите при расчетных нагрузках образуются нормальные трещины, ширина раскрытия которых находится в допустимых пределах (acrc=0.18мм<[acrc=0.3]). Образование нормальной трещины приводит к резкому снижению жесткости плиты и росту прогибов при нормативной нагрузке до 189мм вместо нормативного прогиба равного 88.5мм
2. Кроме того, установлено, что принятый в проекте шаг хомутов(поперечного армирования) не отвечает требованиям отечественных норм . В проекте он принят равным 150мм вместо 100мм по нормам.
3. Учитывая конструктивные особенности плиты (двускатность, сложность поперечного сечения, тонкостенность элементов и др.), с целью определения НДС выполнено компьютерное моделирование плиты на разных стадиях ее работы (эксплуатация, отпуск преднапряжения, транспортировка, монтаж) от действующих расчетных нагрузок. Моделирование выполнялось с использованием 2-х программных комплексов (ЛИРА, Inventor). Компьютерное моделирование показало следующее:
3.1. Результаты расчетов по двум ПК в целом сопоставимы (от2% до 8-10%)
3.2. Результаты численного моделирования позволяют определить НДС плиты и особенности ее работы под нагрузкой:
• Выявлен арочный эффект работы плиты.
• Получена картина распределения напряжений в бетоне при отпуске предварительного напряжения арматуры в случае ее анкеровки в разных сечениях по длине плиты.
• Выявлено наиболее опасное нормальное сечение плиты на расстоянии~3м от ее оси симметрии.
• Полученное расчетами растягивающее напряжение в бетоне плиты позволяют непосредственно при анализе результатов сопоставить их с прочностью бетона при растяжении Rbt,n и определить наличие или отсутствие трещин.
• Последнее, в свою очередь, позволяет (в отличие от ручного расчета)быстро внести изменения в расчетную модель и получить необходимый требуемый результат.
4. Учитывая, что исходная плита не удовлетворяет требованиям действующих норм по прогибам (деформациям)(см.п.1 выводов) требуется изменение конструкции плиты. Изменения поперечного сечения плиты ограничены конструкцией имеющейся опалубки и поэтому реальными из них приняты следующие:
• Изменение толщины стенки и полки (без изменения площади напряженных канатов).
• Изменение количества преднапряженных канатов.
4.1. Изменение только толщины стенки от 10 до 50 мм приводит к росту напряжений и перемещений плиты в стадии эксплуатации на % соответственно при числе канатов 10шт.
4.2. Изменение толщины стенки и полки (на 40мм и 20мм соответственно) также не приводит к уменьшению напряжений и прогибов ( при числе канатов 10шт).
4.3. Изменение количества канатов (до 11) при увеличении толщины стенки (до40мм) напряжения в растянутом бетоне превышают Rbt,n и выявлена тенденция к уменьшению напряжений и прогибов.
4.4. При числе канатов 12 шт. и при увеличении толщины стенки на 30 мм получен оптимальный результат, при котором растягивающие напряжения в бетоне на разных стадиях работы не превышают Rbt,n, а прогибы в стадии эксплуатации не превышают допустимых нормами значений .
5. Необходимо данный вариант плиты дополнительно рассчитать с учетом действующих норм ЖБК .


Купить