СТИЛ-ПЛАСС - стальное постоянство
8 495 979-22-01
8 495 798-37-39
ПН - ПТ, 9:00 - 22:00

Обратный звонок


ГлавнаяГОСТы и ТУ → Расчет железобетонной плиты

7.2.1 Расчет железобетонной плиты

7.2.1.1 На стадии эксплуатации несущей конструкцией считается железобетонная плита, в которой стальной профилированный настил используется как внешняя рабочая арматура.

Расчет сталежелезобетонной плиты, армированной стальным профилированным настилом, выполняется по двум предельным состояниям - по прочности и деформативности.

Расчет по первому предельному состоянию включает проверку по трем критериям прочности:

  • по нормальным сечениям (при условии обеспечения сцепления настила с бетоном);
  • по наклонным сечениям;
  • условие обеспечения сцепления настила с бетоном.

Расчет по второму предельному состоянию включает расчеты:

  • на образование и раскрытие нормальных и наклонных трещин;
  • определение допускаемого прогиба плиты (при условии обеспечения сцепления настила с бетоном).

7.2.1.2 Расчет прочности плит по нормальным сечениям осуществляется при следующих допущениях:

  • сопротивление растяжению бетона равно нулю;
  • напряжения в настиле равномерно распределены по высоте и равные расчетному сопротивлению листовой стали Ryс введением для настила коэффициента условий работы Yc.

Коэффициент принимается:


Рисунок 2 – Зависимость максимального пролета настила от толщины свежеуложенного бетона над настилом при его однопролетной схеме


Рисунок 3 - Зависимость максимального пролета настила от толщины свежеуложенного бетона над настилом при его однопролетной схеме


Рисунок 4 - Зависимость максимального пролета настила от толщины свежеуложенного бетона над настилом при его неразрезной двухпролетной схеме


Рисунок 5 - Зависимость максимального пролета настила от толщины свежеуложенного бетона над настилом при его неразрезной двухпролетной схеме


Рисунок 6 - Зависимость максимального пролета настила от толщины свежеуложенного бетона над настилом при его неразрезной трехпролетной схеме

Зависимость настила максимального пролета
Рисунок 7 - Зависимость максимального пролета настила от толщины свежеуложенного бетона над настилом при его неразрезной трехпролетной схеме

Yc= 0,6 - для профилированных настилов с зигообразной выштамповкой при отсутствии анкеров на опорах (рисунок 8);

Зигообразная выштамповка на стенках настила
Рисунок 8 - Зигообразная выштамповка на стенках настила

Yc= 0,3 - для профилированных настилов Н80А-674 при отсутствии анкеров на опорах;
Yc= 0,5 - для профилированных настилов Н80А-674 с анкеровкой на опорах (1 анкера);
Yc= 0,8 - для профилированных настилов с зигообразной выштамповкой и анкеровкой на опорах(1 анкера);
Yc= 0,4 - для гладких профилированных настилов с анкеровкой на опорах (2 анкера);
- напряжения в стержневой арматуре принимаются равные расчетным сопротивлениям сжатию Rscи растяжению Rsс введением соответствующих коэффициентов условий работы;
- рабочая высота сечения плиты h0определяется как расстояние от крайней сжатой грани плиты отдельно до точки приложения равнодействующего растягивающего усилия в настиле и в стержневой арматуре.
Граничное значение относительной высоты сжатой зоны сечения находят по формуле


(6)

где ω- характеристика сжатой зоны;
ω- 0,85 - 0,008Rb- для тяжелых бетонов;
ω= 0,8 - 0,008Rb- для бетонов на пористом заполнителе;
R- наибольшее из величин расчетных сопротивлений растяжению настила (Ry) или стержневой арматуры (Rs), МПа;
σSR- предельное напряжение в стержневой арматуре сжатой зоны, МПа (СНиП 52-01-2003).
При подборе сечений плиты рекомендуется соблюдать условие подбор сечений плиты.
При не выполнении условия следует увеличить толщину плиты, повысить класс бетона по прочности на сжатие, расположить в сжатой зоне дополнительную стержневую арматуру с тем, чтобы высота сжатой зоны не превышала граничную.

В зависимости от положения нейтральной оси в сечении плиты в пролете возможны три случая расчета:

Случай 1
Нейтральная ось находится в пределах толщины полки плиты и не пересекает стенок профилированного настила (рисунок 9).
Высоту сжатой зоны сечения плиты определяют из условия:


расчет прочности плиты

(7)

При расчете прочности плиты должно выполняться условие


(8)

где Аn- площадь поперечного сечения профилированного настила шириной 1м, м2;
As- площадь поперечного сечения стержневой растянутой арматуры;
As- площадь поперечного сечения стержневой сжатой арматуры;
Rsc- расчетное сопротивление сжатию стержневой сжатой арматуры, МПа;
х- высота сжатой зоны бетона, м;
a/- защитный слой сжатой стержневой арматуры, м;
Mspan- расчетный изгибающий момент от действия внешних сил, Нм;
- расчетный момент, воспринимаемый профилированным настилом.

Схема усилий в пролетном сечении плиты
Рисунок 9 - Схема усилий в пролетном сечении плиты при расположении нейтральной оси в пределах толщины полки плиты

Случай 2
Нейтральная ось пересекает стенки профилированного настила (рисунок 10).
Высоту сжатой зоны сечения плиты определяют из условия:


(9)

где Аn- площадь сечения нижней полки одного гофра настила, см2.
При расчете прочности сечения плиты должно соблюдаться условие


(10)

где Sbx- статический момент площади сечения сжатого бетона относительно оси Х-Х, см3;
Аn- площадь сечения верхней полки одного гофра настила, см2;
Sn- статический момент площади верхней полки профилированного настила относительно оси Х-Х, см3;
Sn- статический момент площади нижней полки профилированного настила относительно оси Х-Х, см3;
Ssx, Ss.x- статические моменты площади соответственно растянутой и сжатой стержневой арматуры относительно оси Х-Х, см3.

Схема усилий в пролетном сечении плиты
Рисунок 10 - Схема усилий в пролетном сечении плиты при расположении нейтральной оси в пределах ребра профилированного настила

Случай 3
Нейтральная ось находится на уровне верхней полки профилированного настила, x = hf(рисунок 11).
При расчете прочности сечения плиты должно соблюдаться условие


(11)

Если при определении высоты сжатой зоны по формуле случая 1 получается х > hf, а по формуле случая 2 - х < hf, то прочность нормального сечения плиты определяется по случаю 3.

Схема усилий в пролетном сечении
Рисунок 11 – Схема усилий в пролетном сечении при расположении нейтральной оси на уровне верхней полки профилированного настила

7.2.1.3 Расчет прочности нормальных сечений плиты на ее промежуточных опорах выполняется только в случаях установки расчетной надопорной стержневой арматуры, обеспечивающей неразрезность конструкции. Прочность нормальных сечений плиты определяется как для сечений железобетонных элементов со стержневой арматурой по СНиП 52-01-2003 без учета стального профилированного настила.

7.2.1.4 Расчет прочности плит по наклонным сечениям выполняется на действие поперечной силы. Угол наклонной трещины принимается равным 45° к горизонтальной оси (рисунок 12). При этом должны соблюдаться условия:

(12)

(13)

где 0,17YcRyhн2t- поперечное усилие, воспринимаемое стенками настила в одном гофре;
ΣRSWASW- сумма поперечных усилий, воспринимаемых поперечными стержнями, пересекающими наклонное сечение;
Qb- поперечное усилие, воспринимаемое бетоном;
φw1и φb1- коэффициенты, принимаемые по СНиП 52-01-2003.
Поперечное усилие Qb, воспринимаемое бетоном, определяют по формуле



(14)

где φb2(1+φfn) и φb4(1+φn)- коэффициенты, принимаемые согласно СНиП 52-01-2003 и вводимые соответственно при наличии и при отсутствии поперечной арматуры.

схема усилии в наклонном сечении плиты
Рисунок 12 - схема усилии в наклонном сечении плиты при расчете его прочности на действие поперечной силы

7.2.1.5 При динамических воздействиях в расчете на прочность нормальных и наклонных сечений плиты в формулы вводится дополнительный коэффициент условий работы, снижающий расчетное сопротивление профилированного настила в зависимости от коэффициента асимметрии цикла ρ:

при ρ= 0,7 Y1= 0,6;
приρ= 0,8Y1= 0,7;
при ρ= 0,9Y1= 1,0.

Коэффициент условий работы, снижающий расчетное сопротивление стержневой арматуры при динамических воздействиях, принимается по СНиП 52-01-2003.