3. Рекомендації щодо розрахунку і конструювання несучих конструкцій

3.1 Збірна залізобетонна ребриста плита перекриття

Основні положення розрахунку збірних залізобетонних плит перекриттів викладені в [4,5]. Відповідно до завдання виконується розрахунок проміжної (рядової) плити перекриття. Необхідно виконати статичний розрахунок плити, в результаті якого визначаються максимальні значення згинального моменту і поперечної сили.

Для врахування впливу тривалості дії навантажень на міцність бетону розрахунок залізобетонних елементів у загальному випадку виконують:

а) на дію постійних, тривалих і короткочасних навантажень, крім навантажень нетривалої дії (вітрових, кранових, що виникають при виготовленні, транспортуванні, зведенні і т.п.), а також на дію особливих навантажень, викликаних деформаціями грунтів - просадних, що набухають, вічномерзлих і подібних; у цьому випадку розрахункові опори бетону стиску і розтягу відповідно R_b і R_bt приймають з коефіцієнтом умов роботи = 0,9;

б) на дію всіх навантажень, включаючи навантаження нетривалої дії; у цьому випадку розрахункові опори бетону R_b і R_bt приймають з коефіцієнтом = 1,1.

Якщо конструкція експлуатується в умовах, сприятливих для наростання міцності бетону (твердіння під водою, у вологому ґрунті чи ґрунті при вологості навколишнього повітря понад 75%), розрахунок для випадку а) виконують при = 1,0.

Розрахунок перерізів, що мають полицю в стиснутій зоні (таврових, двотаврових і т.п.), повинен виконуватися залежно від положення границі стиснутої зони:

- якщо межа стиснутої зони проходить у полиці, тобто виконується умова

, (3.1)

то площу перерізу розтягнутої арматури визначають як для прямокутного перерізу шириною . У наведеній формулі

- розрахунковий опір бетону стиску;

- ширина полиці в стиснутій зоні;

- робоча (корисна) висота перерізу;

- розрахунковий опір арматури стиску;

- площа перерізу стиснутої арматури;

- відстань від стиснутої грані перерізу до центра ваги (осі) стиснутої арматури;

6

- якщо границя стиснутої зони проходить у ребрі, тобто зазначена умова не дотримується, то площа перерізу розтягнутої арматури визначається за формулою

, (3.2)

де - відносна висота стиснутої зони бетону, яку обирають з таблиці А.3 залежно від значення коефіцієнта або знаходять за формулою

, (3.3)

де - ширина ребра;

- розрахунковий опір арматури розтягу.

Коефіцієнт знаходиться із залежності

. (3.4)

При цьому повинна виконуватися умова ( знаходиться в табл. А.4).

Значення ширини полиці , що вводиться до розрахунку, приймається з умови, що ширина звисання полиці в кожен бік від ребра повинна бути не більшою за 1/6 прольоту і не більшого:

а) за наявності поперечних ребер або при товщині полиці - 1/2 відстані «у світлі» між подовжніми ребрами;

б) за відсутності поперечних ребер або при відстанях між ними більших, ніж відстані між подовжніми ребрами і - 6 .

Із одержаних значень для подальшого розрахунку приймається найменше.

Характер роботи полиці плити між ребрами залежить від співвідношення розмірів її сторін у межах обпирання. За відсутності поперечних ребер або при відстані між ними , що перевищує відстань між подовжніми ребрами в два рази і більше( ), плита працює як балкова в напрямку короткого прольоту (рис. 3.1,а).

Якщо (рис. 3.1,б), то плита працює в двох напрямках (плита, обіперта вздовж контуру). Якщо ж поперечні ребра розташовані так часто, що (рис. 3.1,в), плита працює як балкова в напрямку .

Розрахунок елементів постійної висоти, армованих поперечними стержнями без відгинів, на дію поперечної сили виконується за алгоритмом 3.2 [12].

7

1-робоча арматура плити; 2-поперечні ребра

Рисунок 3.1 - До розрахунку міцності полиці плити

на місцевий вигин між ребрами

8

Алгоритм 3.2 Розрахунок поперечної арматури в елементах, що згинаються.

Вихідні дані: Q; h(h₀); b_f; h_f; R_b; R_bt; d_w(f_sw); n, R_sw; E_s; E_b; _b2; _b3; ; N.

1 _b1 = 1 - R_b

2  = E_s/E_b

3 За конструктивними міркуваннями (див. п.3.4) призначають крок поперечних стержнів s.

4 A_sw = nf_sw.

5 _w = A_sw/bs.

6 _w1 = 1 + 5_w  1,3.

7 При невиконанні умови (3.5) потрібно збільшити розміри перерізу або підвищити клас бетону; при виконанні – переходять до п.8.

8 За формулою (3,6) обчислюють _f.

9 За формулою (3.7) обчислюють _n.

10 При виконанні умови (3.8) розрахунок закінчений, несуча здатність при таких параметрах армування і перерізу забезпечена; при невиконанні - переходять до п.11.

11 За формулою (3.9) обчислюють q_sw та перевіряють умову (3.10).

12 За формулою (3.11) обчислюють С₀.

13 При невиконанні умови С₀  2h₀ переходять до п.18, при виконанні – до п.14.

14. За формулою (3.12) обчислюють q_sw.

15 За формулою (3.13) обчислюють s.

16 За формулою (3.14) визначають S_max.

17 Приймають крок поперечних стержнів, який не повинен перевищувати значень, одержаних у пп. 3, 15 і 16. Якщо прийнятий крок стержнів відрізняється від передбаченого в п.3, розрахунок повторюють, починаючи з п. 5. В іншому разі розрахунок закінчений.

18 За формулою (3.15), замінивши в ній С у першій складовій на 2h₀, а у другій - на С₀, визначають Q_swb.

19 При невиконанні умови (3.16) міцність перерізу не забезпечена, потріб- но зменшити крок поперечних стержнів або збільшити їх діаметр і розрахунок повторити, починаючи з п.5 або п.4; при виконанні цієї умови міцність перерізу забезпечена, розрахунок закінчений.

Q  0,3 _w1  _b1  R_b  bh₀ , (3.5)

, (3.6)

де .

, (3.7)

9

, (3.8)

де _b3 = 0,6 - для важких бетонів.

Сума коефіцієнтів (1 + _f + _n) не повинна перевищувати 1,5.

, (3.9)

, (3.10)

, (3.11)

де _b2 = 2 - для важких бетонів.

, (3.12)

, (3.13)

(3.14)

(3.15)

. (3.16)