2.1. Обчислення розрахункових прольотів плити.

Для знаходження розрахункових прольотів плити розглянемо переріз 1–1 на план-схемі перекриття (рис. 1.1) та використаємо прийняті в п. 1.1 розміри перерізів другорядних балок. Розрахункові польоти:

– крайній

– проміжний

Рис.2.1. До визначення розрахункових прольотів монолітної балкової плити.

2.2. Статичний розрахунок плити.

Плиту розглядаємо як багатопрольотну нерозрізну балку одиничної ширини b_pl =1м з жорсткими опорами на другорядних балках і шарнірним обпиранням на цегляних стінах. Балка завантажена рівномірно розподіленим погонним навантаженням:

q=q_tab b_pl =5,54·1=5,54кН/м,

де q_tab =5,54кН/м² – табличне значення розрахункового граничного поверхневого навантаження на перекриття будинку (табл. 2.1). Розрахункова схема монолітної балкової плити наведена на рис. 2.2а. Роботу залізобетонної плити суцільного перерізу аналізуємо з позиції її опірності тільки згинальним моментам. Величини моментів у характерних перерізах обчислюємо з урахуванням перерозподілу зусиль внаслідок пластичних деформацій залізобетону після появи тріщин.

Згинальний момент в крайньому прольоті:

.

Згинальний момент на першій проміжній опорі:

Згинальний момент в середніх прольотах і на середніх опорах:

.

Епюра згинальних моментів у балковій плиті наведена на рис. 2.2б.

Рис.2.2. Розрахункова схема монолітної балкової плити (а)

та епюра згинальних моментів б).

2.3. Розрахунок арматури і конструювання плити.

Матеріали для конструкцій та їхні міцнісні характеристики:

Бетон. Для всіх монолітних конструкцій і зокрема для плити приймаємо бетон важкий класу В20, для якого розрахунковий опір стисканню R_b =11,5МПа (табл. 13 Норм [2]); коефіцієнт умов роботи бетону за відсутності сприятливих умов для наростання міцності – γ_b2=0,9 (табл. 15 Норм [2]).

Арматура. Для армування плити вибираємо холоднотягнений дріт класу Вр-І діаметром Ø3, Ø4 або Ø5 мм, для якого розрахунковий опір розтяганню поздовжньої арматури відповідно:

R_s =375МПа при Ø3мм; R_s =365МПа при Ø4мм; R_s =360МПа при Ø5мм (табл. 23 Норм [2]).

Із конструктивних міркувань попередньо прийнята товщини плити t_pl =60мм (п. 1.1).

Оптимізуємо товщину плити із умови економічності, яка пов’язана із оптимальним значенням відносної висоти стисненої зони бетону в перерізі плити ξ_opt=0,1..0,2. Приймаємо значення ξ_opt=0,15, при якому коефіцієнт:

α_m,opt =ξ_opt (1–0,5ξ_opt)=(1–0,5·0,15)=0,139.

Необхідну робочу висоту перерізу плити при ширині плити b_pl =100см і α_m,opt обчислимо за формулою:

де R_b = R_b,tab γ_b2 = 11,5·0,9=10,35МПа; R_b,tab – табличне значення розрахункового опору бетону стисканню (табл. 13 Норм [2]); (100) – поправний коефіцієнт переходу від кНм до кН·см; (0,1) – поправний коефіцієнт для переходу від МПа до кН/см².

Обчислимо відстань a_s від розтягнутої грані плити до центру ваги розтягнутої арматури при захисному шарі бетону а_b =10 мм (див. рекомендації п. 5.5 Норм) і діаметрі робочої арматури орієнтовно d_s =5 мм:

a_s = а_b+0,5d_s =10+0,5·5=13мм=1,3см.

Тоді оптимальна висота перерізу або товщина плити становитиме:

h_opt = h_0,opt + a_s =3,7+1,3=5,0см

Остаточно приймаємо товщину плити або висоту її перерізу h =50 мм (кратно 10мм).