Вопрос 2. Влияние способа опирания плит железобетонных перекрытий на выбор расчетной схемы.
Перекрытия в крупнопанельных жилых домах в большинстве случаев выполняют из сплошных железобетонных плит размером на комнату или на половину конструктивной ячейки, опертых по контуру или трем сторонам и работающих в двух направлениях.
В ЦНИИЭП жилища разработан новый метод расчета этих плит, учитывающий их пространственную работу и позволяющий снизить расход материалов [7-10]. В отличие от существующего новый метод учитывает изменение геометрии плиты в процессе деформирования и увеличение в связи с этим плеч и моментов внутренних сил в расчетных сечениях за счет прогибов.
Учитывается также положительное влияние защемления плит в платформенных стыках, что принимается во внимание при расчетах по предельным состояниям второй группы и позволяет во многих случаях полностью использовать эффект пространственной работы при расчете прочности.
После определения моментов все остальные расчеты выполняются в полном соответствии с действующими СНиП 2.03.01-84. При использовании нового метода прочность по расчету увеличивается от 5 до 20 % в зависимости от отношения пролетов и относительной гибкости плит. Соответственно может быть снижен расход стали [1].
Разработанный метод расчета базируется на теории предельного равновесия. Его эффективность и надежность подтверждены многочисленными опытами, проведенными как в лабораторных условиях, так и на натурных образцах плит серий 75, 83, 90, 91, 93, 121, 135.
Расчет плит по новому методу был представлен в "Рекомендациях по расчету плит перекрытий крупнопанельных зданий с учетом пространственной работы" [18] и прошел широкую апробацию во многих проектных организациях страны. Настоящее издание Рекомендаций предпринято в связи с выходом СНиП 2.03.01-84 [20] и СНиП 2.01.07-85 [21] и введением в них новой системы обозначений. В новой редакции Рекомендаций наиболее важными дополнениями являются:
- более широкое варьирование отношений арматуры в двух направлениях и коэффициента концентрации арматуры;
- учет эффекта концентрации арматуры у свободного края плит, опертых по трем сторонам;
- новая методика учета неравномерных нагрузок от санитарно-технических кабин объемно-блочной конструкции (п. 2.10);
- расчет по предельным состояниям второй группы при qcrc < qs (п.п. 3.4 - 3.6);
- расчет прогибов плит, опертых по трем сторонам, с участками у свободного края, работающими по балочной схеме, и балочных плит с трещинами в растянутой зоне (п. 3.6);
- расчет на монтажные воздействия (раздел 5).
Свободно опертыми считаются плиты, у которых имеющиеся в их плоскости по контуру связи относительно слабые и их работой можно пренебречь (в запас прочности). К таким связям можно отнести, в частности, анкерные стержни, соединяющие соседние плиты в обычных (несейсмических) условиях, силы трения на опорах, вызываемые нагрузкой только на рассматриваемое перекрытие, например, в верхнем этаже. Опорные моменты, возникающие от защемления в платформенных стыках, при расчете прочности не учитывается. Свободное опирание по статической схеме эквивалентно опиранию на подвижные шарниры. Углы плит считаются закрепленными, что соответствует положению плит в реальных зданиях на всех этажах.
В плитах, свободно опертых по трем сторонам (рис. 4), при равномерно распределенной нагрузке а, расчетная схема следующая:
