3.4. Розрахунок арматури і конструювання плити.

Матеріали для конструкцій та їхні характеристики на міцність:

Бетон. Для всіх монолітних конструкцій і зокрема для плити приймаємо бетон важкий класу С20/25, для якого розрахунковий опір стисканню R_b =14,5МПа (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 =360МПа при Ø3мм; R_s =365МПа при Ø4мм; R_s =370МПа при Ø5мм (табл. 23 Норм [2]).

3.5. Розрахунок необхідних площ арматури із умови міцності нормальних перерізів.

Визначаємо граничне значення відносної висоти стиснутої зони бетону за формулою (25) Норм [2]:

,

де ω = α–0,008R_b=0,85–0,008·14,5=0,734 – характеристика стисненої зони бетону, якщо для важкого бетону коефіцієнт α=0,85;

σ_s=R_s – максимальні напруження в розтягнутій арматурі, які дорівнюють розрахунковому опору розтяганню звичайної арматури в ненапружених елементах;

σ_sc,u =500МПа при γ_b2 ≤ 1 – граничні напруження в стисненій арматурі, обумовлені граничною стисливістю бетону і які приймають залежно від коефіцієнта умов роботи бетону: σ_sc,u =400МПа при γ_b2 > 1.

h₀ =h– a_s –d/2=6–1–0,4/2=8,4см.

Розрахунок необхідної площі арматури на дію моментів у характерних перерізах плити ведемо з використанням табличних коефіцієнтів: ξ – відносна висота стисненої зони бетону; α_m – відносний статичний момент стисненої зони бетону; ζ – відносне плече внутрішньої пари сил. При розрахунках використовуємо алгоритми, наведені в посібнику [6].

Перший проліт. Розраховуємо необхідну площу арматури на дію моменту М₁=1,84кНм. Коефіцієнт надійності за відповідальністю будинку γ_n =0,95. Обчислюємо коефіцієнт α_m :

.

При цьому відносна висота стиснутої зони:

.

Хоча відносна висота стиснутої зони ξ близька до оптимальної, все ж перевіряємо умову:

– умова виконується, переріз відноситься до нормально армованих, міцність робочої арматури буде використана повністю.

Обчислюємо відносне плече внутрішньої пари сил:

Таким чином, необхідна площа робочої арматури класу В_Р-І в крайньому прольоті при Ø4мм і R_s =365МПа:

.

Перша проміжна опора В. Розраховуємо необхідну площу арматури на дію моменту М_B= –1,6 кНм. Коефіцієнт надійності за відповідальністю γ_n =0,95 .

Обчислюємо коефіцієнт α_m :

При цьому відносна висота стиснутої зони:

.

Перевіряємо умову:

- умова виконується, переріз відноситься до нормально армованих.

Обчислюємо відносне плече внутрішньої пари сил:

Таким чином, необхідна площа робочої арматури класу В_Р-І на першій проміжній опорі В при Ø4мм і R_s =365МПа:

Другий проліт, середні прольоти і середні проміжні опори. Розраховуємо необхідну площу арматури на дію моменту М₂=1,41кНм. Коефіцієнт надійності за відповідальністю будинку γ_n =0,95.

Обчислюємо коефіцієнт α_m :

.

При цьому відносна висота стиснутої зони:

.

Перевіряємо умову:

– умова виконується, переріз відноситься до нормально армованих.

Обчислюємо відносне плече внутрішньої пари сил:

Таким чином, необхідна площа робочої арматури класу В_Р-І в крайньому прольоті при Ø4мм і R_s =365МПа:

.