2.2. Плиты

Различают плиты двух типов:

- балочные плиты, которые работают на изгиб в одном направлении;

- плиты, опертые по контуру, которые работают на изгиб в двух направлениях.

Однопролётная плита, опёртая по двум противоположным сторонам, является балочной плитой, изгибающейся в направлении пролёта плиты. Если плита опирается на четыре стороны, то при отношении размеров сторон > 2 её относят к балочным плитам, работающим на изгиб в направлении меньшей стороны, а при отношении размеров сторон≤ 2 – к плитам, опёртым по контуру (рис. 6.8).

Рисунок 6.8. – Типы плит, работающих на изгиб: балочные плиты (вверху и внизу слева) и плиты, опёртые по контуру (внизу справа)

Монолитные плиты изготавливают из бетона класса не менее В15 толщиной 50-100 мм, кратно 10 мм.

Армируют плиты сварными сетками, которые укладывают так, чтобы стержни рабочей арматуры располагалась вдоль пролёта и воспринимали растягивающие усилия, возникающие в конструкции при изгибе под нагрузкой, в соответствии с эпюрами изгибающих моментов (рис 7, 8). Поэтому в однопролётных плитах сетки размещают понизу, а в многопролётных плитах – также и поверху, над промежуточными опорами (рис. 9). Стержни рабочей арматуры принимают диаметром 3-5 мм из стали класса В500 и диаметром 6-10 мм из стали класса А400 с шагом стержней 100-200 мм.

Рисунок 6.9 – Эпюра изгибающих моментов в многопролётной плите

Рисунок 6.10 – Армирование монолитной многопролётной плиты

ЛЕКЦИЯ 7

Расчет изгибаемых элементов на почность по сечениям нормальным к продольной оси элемента

1. Предпосылки расчёта на прочность по нормальным сечениям

2. Расчёт изгибаемых элементов прямоугольного сечения с одиночной арматурой

3. Понятие о минимальном проценте армирования

4. Типы задач по расчёту изгибаемых элементов прямоугольного сечения

1. Предпосылки расчёта на прочность по нормальным сечениям

- в основу расчета положена третья стадия работы железобетонного элемента – стадия разрушения;

- расчётное сечение принимается по трещине, т.е растянутую зону бетона при расчёте не учитывают;

- фактическую криволинейную эпюру напряжений в сжатой зоне бетона высотой х_ф и краевой ординатой >R_b заменяют эквивалентной по усилию прямоугольной эпюрой напряжений высотой х и краевой ординатой R_b (х = 0,8х_ф; х_ф = 1,25х);

- растягивающие напряжения в арматуре в момент исчерпания сечением балки несущей способности принимают не более величины расчётного сопротивления арматуры на растяжение - R_s.

- сжимающие напряжения в арматуре в момент исчерпания сечением балки несущей способности принимают не более величины расчётного сопротивления арматуры на сжатие - R_sс ;

- расчёт на прочность производят в зависимости от соотношения значений фактической (х) и граничной (х_R) высот сжатой зоны бетона или их относительных значений ξ = х / h₀ и ξ_R = х_R / h₀, где h₀ – рабочая высота сечения – расстояние от крайнего сжатого волокна бетона до центра тяжести растянутой арматуры.

Возможны два случая расчёта изгибаемых железобетонных элементов. Первый случай расчёта при х ≤ х_R (ξ ≤ ξ_R) – разрушение элемента происходит по растянутой зоне. Второй случай расчёта при х > х_R (ξ > ξ_R) – разрушение элемента происходит по сжатой зоне.

Для вычисления граничной относительной высоты сжатой зоны бетона () находимh₀ = h – a , где a = 0,1h (рис. 10).

Из условия совместности деформаций бетона и стали (из подобия треугольников эпюры деформаций) получим . Учитывая, что , имеем или.

Рисунок 7.1 – К определению граничной высоты сжатой зоны бетона

Разделив обе части уравнения на , получимили, отсюда.

При одновременном достижении предельных напряжений в арматуре и бетоне получим формулу для определения относительной граничной высоты сжатой зоны бетона:

,

где ε_s,el – относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях, равных R_s, определяемая по формуле .

Значение модуля упругости арматуры E_s принимают одинаковым при растяжении и сжатии и равными E_s= 2,0∙10⁵ мПа;

ε_b,ult – относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных R_b, принимаемая равной 0,0035.