Розрахунок на продавлювання плити перекриття
звичайна плита перекриття є залізобетонною конструкцією, довжина якої дорівнює ширині кімнати або половині ширини приміщення всередині будівлі.
Вона може спиратися на контур приміщення повністю або ж мати одну вільну від опори сторону.
Розрахунок таких конструкцій добре відомий. Значно складніше виконати обчислення поверхні на продавлювання, необхідність в якому виникає, якщо на обмежену площу діє рівномірно розподілене навантаження. Таке навантаження іноді називають зосередженої в межах невеликого майданчика на плиті.
Основні параметри
Попередній розрахунок на продавлювання доцільно виконати для визначення розмірів створюваної площі перекриття, тобто при її конструюванні. При цьому окремо слід розрахувати її розміри в разі передбачуваного дії тільки однієї зосередженої навантаження в середині плити і при одночасному впливі на неї зазначеного навантаження і згинального моменту.
Для готових стандартних плит можливі наступні варіанти обчислень:
- навантаження розташована біля краю;
- навантаження розташована в кутку;
- в зоні дії навантаження є поперечна арматура;
- конструкція перекриття має поперечну арматуру з профільованої сталі по всій довжині і ширині;
- колона має розширені частини (капітелі);
- фундаментні плити мають банкетки;
- поблизу зони продавлювання є отвори або прорізи;
- конструкція розташована безпосередньо біля стіни.
Розрахунок на продавлювання
Слід зазначити, що сьогодні серед фахівців згоди щодо того, як же розраховувати міцність плити, якщо на неї діє навантаження, зосереджена в обмеженому контурі. Однак існують посібники, які допоможуть господареві, який вирішив побудувати будинок з колонами, виконати обчислення. Вони і не дуже прості, тому доведеться засвоїти, можливо, раніше невідомі йому терміни з області опору матеріалів.
Відповідним документом в цьому відношенні є доповнення до СП 52-101-2003, яке називається "Посібник з проектування бетонних і залізобетонних конструкцій з важкого бетону без попереднього напруження арматури". Воно корисно і тим, що в ньому є приклади розрахунків, які можна використовувати і для індивідуального обчислення.
На малюнку 3 представлені два варіанти розміщення навантаженої майданчики: а) всередині плоского елемента-б), в) у краю плоского елемента. На малюнку 3 позначено: 1 - площа навантаження- 2-розрахунковий контур варіанти а) - 2 # 8242-- розрахунковий контур варіантів б) і в) - 3 - перетин осей X1 і Y2, визначальне центр ваги контура- 4 - перетину осей X і Y, що визначає центр ваги майданчики навантаження- 5 - межа (край) плоского елемента.
Тут враховують діючу зосереджену силу і згинальний момент. Поперечний переріз, що приймає навантаження, визначають на відстані h0/ 2, де h0 робоча висота плити. Щоб виконати розрахунок, необхідно знати опір бетону розтягуванню Rbt і опір розтягування поперечної арматури Rsw.
Як приклад перевіримо на продавлювання неармовані поверхню перекриття за наступними даними:
- товщина плити 220 мм (в якості робочої товщини вважаємо h0= 190 мм);
- зверху і знизу примикають колони перерізом 500 800 мм;
- навантаження, що передається від неї на колону, N = 800 кН;
- момент по верхній межі в напрямку розміру колони в 500 мм дорівнює Mx,sup = 70 кНм;
- момент по нижній межі в напрямку розміру колони в 500 мм дорівнює Mx,inf = 60 кНм;
- момент по верхній межі в напрямку розміру колони в 800 мм дорівнює Mx,sup = 30 кНм;
- момент по нижній межі в напрямку розміру колони в 500 мм дорівнює Mx,inf = 27 кНм;
- бетон класу В30, допустиме навантаження Rbt = 1,15 МПа.
Для вирішення поставленого завдання необхідно перевірити виконання умови:
- (F / u) + (M / Wb) Rbt h0;
- F = N = 800кН - зосереджена сила від зовнішнього навантаження;
- і - периметр розрахункового контуру, він знаходиться на відстані, рівному половині робочої товщини плити;
- і = 2 (а + b + 2ho) = 2 (500 + 800 + 2.190) = 3360 мм;
- Мх = (Mx, sup + Mx, inf ) / 2 = (70 + 60) / 2 = 65 кНм;
- Му = (My, sup + Му, inf) / 2 = (30 + 27) / 2 = 28,5 кНм;
- Wb - момент опору визначають для меншою і більшої сторони контуру;
- Wb,х = (А + h0) [(а + h0) / 3 + b + h0] = (500 + 190) [(500 + 190) / 3 + 800 + 190] = 841800 мм2-
- Wb,y = (B + h0) [(b + h0) / 3 + a + h0] = (800 + 190) [(800 + 190) / 3 + 500 + 190] = 1009800 мм2-
- знаходимо суму відносин Мх/ Wb,х+ Му/ Wb,y= 65 106/ 841800 + 28,5 106/ 1009800 = 105,4 Н / мм;
- знаходимо величину F / u = 800 103/ 3360 = 238,1 Н / мм;
- знаходимо значення Rbt h0 = 1,15 190 = 218,5 Н / мм;
- перевіряємо умову (1) 238,1 + 105,4 = 343,5 Н / мм, що більше, ніж Rbt h0= 218,5 Н / мм, тобто умова виконується і перекриття слід посилити арматурою.
способи обчислень
В даний час існують програми, що дозволяють виконати розрахунок конструкцій на продавлювання.
Наприклад, за допомогою програми можна розрахувати максимальне навантаження, яку витримає плита перекриття. Для цього необхідно мати такі дані: робочу довжину (без урахування глибини опори її торців), робочу товщину, площа продавлювання і клас бетону.
Якщо ж відома продавлювати сила, що діє на фундаментну плиту, то необхідно знати клас бетону, довжину і ширину бази колони, відстань (по довжині і ширині) до краю палі і діаметр вертикальних стрижнів (якщо вони необхідні). В результаті буде відомо, чи потрібно її армувати вертикальними стержнями, а по діаметру стрижнів (якщо такий було встановлено) буде розраховано необхідне їх кількість на одиницю площі.