книги / Проектирование и расчет железобетонных многопустотных плит перекрытий.-1
.pdf4.4. Расчет плит по раскрытию нормальных трещин
Расчет по раскрытию трещин производят из условия
àcrc àcrc, ult ,
где àcrc – ширина раскрытия трещин от действия нагрузки, определенная расчетом; àcrc, ult – предельно допустимая ширина
раскрытия трещин согласно нормативным документам.
Для элементов, к которым не предъявляются требования непроницаемости àcrc, ult принимается равной:
при арматуре классов А400–А600:
0,3 мм при продолжительном раскрытии трещин;
0,4 мм при непродолжительном раскрытии трещин;
при арматуре классов А800, А1000, а также Вр1200–
Вр1400, К1400, К1500 диаметром 12 мм:
0,2 мм при продолжительном раскрытии трещин;
0,3 мм при непродолжительном раскрытии трещин;
при арматуре классов Вр1500, К1500 диаметром 6 и 9 мм:
0,1 мм при продолжительном раскрытии трещин;
0,2 мм при непродолжительном раскрытии трещин.
Для агрессивной среды значения àcrc, ult определяются по
прил. 8.
Ширину раскрытия нормальных трещин определяют по формуле [1, формула 88]
à |
crc |
|
|
|
|
|
|
s |
|
s |
l |
s |
, |
(43) |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
Es |
|
|
|
где 1 – коэффициент, учитывающий продолжительность действия нагрузки, при непродолжительном действии нагрузки1 1, при продолжительном действии нагрузки 1 1,4 ; 2 –
21
коэффициент, учитывающий профиль арматуры, для арматуры периодического профиля и канатов 2 0,5 ; 3 – коэффициент,
учитывающий вид нагрузки, для изгибаемых элементов 3 1, для растянутых элементов 3 1,2 ; s – приращение напряже-
ний в продольной арматуре в сечении с трещинами от внешней нагрузки
s M P2 z ,
Asp z
здесь z – плечо внутренней пары сил, допускается принимать равным 0,7h0 (см. п. 4.2.3.2 [1]); M – момент, от величины кото-
рого определяется ширина раскрытия трещины; ls – базовое расстояние между трещинами, определяемое по формуле (95) [1]:
|
|
|
ls 0,5 |
Abt |
ds , |
(44) |
|
|
|
|
Asp |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
принимается не менее 10 ds |
и 10 см и не более 40 ds |
и 40 см; |
|||||
Abt |
– |
площадь |
сечения |
растянутого |
бетона, |
||
Abt |
hf bf |
( yt hf )b ; |
Asp |
и ds – соответственно площадь се- |
чения и диаметр напрягаемой арматуры.
Высота растянутой зоны бетона принимается не менее 2a и не более 0,5h и определяется по формуле
yt k y0 , |
(45) |
где y0 – высота растянутой зоны бетона, определяемая как для
упрогого материала, y0 |
|
Sred |
|
; |
k – поправочный коэффи- |
||
A |
|
|
P2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
red |
|
Rbtn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
циент, учитывающий неупругие деформации растянутого бетона, для двутавровых сечений k 0,95 .
22
Коэффициента s , учитывающий неравномерное распре-
деление деформаций растянутой арматуры между трещинами, определяется по формуле:
s 1 0,8 |
s, crc |
, |
(46) |
|
|||
|
s |
|
где s, crc – приращение напряжений в растянутой арматуре, оп-
ределяется по той же формуле, что и s , при M M crc . Если s, crc s , принимают s 0,2 .
Допускается принимать s 1; если при этом условие àcrc àcrc, ult не выполняется, значение s следует определять
по выше приведенной формуле.
При продолжительном раскрытии трещин
àcrc àcrc1 ;
при непродолжительном раскрытии
àcrc àcrc1 àcrc2 àcrc3 ,
(47)
(48)
где àcrc1 – ширина раскрытия трещин при действии постоянных и
длительных нагрузок (от действия Ml ) при 1 1,4 ; àcrc2 – то же, при действии всех нагрузок (от действия нормативного момента M n ) при 1 1,0 ; àcrc3 – то же, при действии постоянных и длительныхнагрузок(откратковременногодействия Ml ) при 1 1,0 .
4.5. Расчет жесткости плит
Расчет плит по прогибам производится из условия f fult . Полная величина прогиба от действия внешней нагрузки
f |
5 |
|
1 |
l2 |
, |
(49) |
|
48 |
r |
||||||
|
|
p |
|
|
23
где |
1 – полная кривизна плиты; lp – расчетный пролет плиты; |
|
r |
fult |
– предельный прогиб [3, табл. 19]. |
|
Определение кривизны 1 зависит от наличия нормальных |
|
r |
трещин.
4.5.1. Определение кривизны на участках без трещин
На участках без трещин в растянутой зоне полная кривизна определяется по формуле [5, п. 4.22]
|
|
1 |
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
4 , |
|
||||
|
|
r |
r 1 |
r |
2 |
r 3 |
|
r |
(50) |
|||||
где |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r 1 – кривизна от непродолжительного действия кратко- |
||||||||||||||
временных нагрузок, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
M sh |
; |
|
|
(51) |
||
|
|
|
r 1 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Eb1 Ired |
|
|
|
|
|||||||
1 |
|
– кривизна от продолжительного действия постоянной и |
||||||||||||
r |
2 |
|||||||||||||
длительной нагрузок, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
Ml |
; |
|
|
(52) |
||
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
2 |
Eb1 Ired |
|
|
||||||||
1 |
|
– кривизна от непродолжительного действия усилия пред- |
||||||||||||
r |
3 |
|||||||||||||
варительного обжатия, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
|
P1 e0 p1 |
; |
|
|
(53) |
|||||
|
|
|
r 3 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
Eb1 Ired |
|
|
|
||||||||
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где e0 p1 – растяжение от центра тяжести напряженной арматуры до центра тяжести приведенного сечения;
1 |
|
– кривизна, обусловленная остаточным выгибом вследст- |
||||||||
r |
4 |
|||||||||
вие усадки и ползучести бетона от усилия обжатия P1 , опреде- |
||||||||||
ляется по формуле [5, формула (4.31)] |
|
|
|
|||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
sb |
|
sb . |
(54) |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
r |
4 |
|
|
Es h0 |
|
|||
|
В приведенных формулах Eb1 |
– модуль деформации сжато- |
||||||||
го |
|
бетона при непродолжительном действии |
нагруз- |
|||||||
киEb1 0,85Eb ; при продолжительном действии нагрузки |
|
|||||||||
|
|
Eb1 |
|
|
Eb |
|
, |
(55) |
||
|
|
1 b, cr |
|
где Eb – модуль деформации бетона принятого класса для плиты;b,cr – коэффициент ползучести бетона, принимаемый по табл. 2.6
[5]; sb , sb – значения, численно равные сумме потерь предна-
пряжения арматуры от усадки и ползучести бетона соответственно для арматуры растянутой зоны и для арматуры, условно расположеннойнауровне крайнего сжатого волокнабетона,
sb sp5 sp6 ;sb sp5 sp6 ,
где sp6 определяется при напряжения на уровне верхнего волокна
bp |
P1 |
|
P1 e0 p1 yâ |
|
M gn yâ |
, |
Ared |
|
|
||||
|
|
Ired |
Ired |
где yâ – расстояние от центра тяжести сечения до верхней гра-
ни, yâ H y0 .
25
При этом должно соблюдаться условие
1 |
|
|
1 |
|
|
P1 e0 p1 |
, |
(56) |
r |
|
r |
|
|
||||
3 |
4 |
Eb1 Ired |
где Eb1 1 Ebb,cr .
При нормировании прогибов по эстетическим требованиям для многопустотных плит полная кривизна может определяться по формуле
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
4 . |
(57) |
r |
r |
|
2 |
r |
3 |
r |
|
4.5.2.Определение кривизны на участках
стрещинами
На участках с трещинами в растянутой зоне полная кривизна определяется по формуле [5, п. 4.22]
|
|
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
4 , |
|
|
|
|
r |
r 1 |
|
r |
2 |
r 3 |
r |
(58) |
||
где |
1 |
– кривизна от непродолжительного действия всех на- |
|||||||||
r 1 |
|||||||||||
грузок (от действия |
M n ); |
|
1 |
|
|
– кривизна от непродолжитель- |
|||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
r |
2 |
|
|
|
|
|
ного действия постоянных и длительных нагрузок (от действия
Ml ); |
|
||
1 |
|
|
– кривизна от продолжительного действия постоянных и |
r |
|
3 |
длительных нагрузок (от действия Ml );
26
1 |
4 – кривизна, обусловленная остаточным выгибом от усадки |
|||||||||||
r |
||||||||||||
и ползучести бетона при действии усилия сжатия P1 . |
|
|||||||||||
|
|
1 |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|||
|
Значения кривизны |
r 1, |
r |
2 |
, |
r 3 |
определяют по |
фор- |
||||
муле [5, формула (4.40)]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
M |
|
|
|
|
, |
|
(59) |
|
|
|
b h3 E |
|
|
|
||||||
|
r |
c |
b, red |
|
|
|||||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
где c – коэффициент, определяемый по табл. 4.5 [5] в зависи-
мости от f , s2 , |
es |
, формулы для нахождения которых при- |
|||||||
|
|||||||||
|
h0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ведены в этой же таблице; |
Eb, red |
– приведенный модуль дефор- |
|||||||
мации сжатого бетона, E |
|
|
|
Rbn |
, здесьзначение |
b1, red |
– |
||
|
|
|
|||||||
|
|
b, red |
|
b1, red |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
приведенная относительная деформация бетона, – при непро-
должительном действии нагрузки – |
b1, red 15 10 4 ; при про- |
|||||
должительном действии нагрузки см. п. 4.24 [5]. |
||||||
|
|
|
1 |
|
момент |
M M n ; при определении |
|
|
При определении |
|
|||
|
|
|
r |
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
; |
момент M Ml . |
|
|
|
r |
|
2 r |
3 |
|
|
|
При нормировании прогибов по эстетическим требованиям
полная кривизна может определяться по формуле |
|
|||||||
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
4 . |
(60) |
r |
r |
3 |
r |
|
27
5.РАСЧЕТ ПЛИТЫ
ВСТАДИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, ТРАНСПОРТИРОВКИ И МОНТАЖА
5.1.Проверка прочности
Проверяется сечение I–I у монтажной петли (рис. 6), где в верхней зоне возникает растяжение от действия усилия обжатия и от собственного веса плиты.
|
а |
|
|
|
|
h |
0 |
|
|
h |
|
0 |
|
|
P
с
Msp
|
sup |
|
r |
P |
inf |
|
r |
Mw
ск
Аs |
|
|
а |
0 |
0 |
h h |
|
Аsp |
|
а |
|
Рис. 6. К расчету плиты в стадии изготовления и монтажа
Нагрузка от собственного веса принимается с коэффициентом динамичности kä , равным 1,4 при монтаже и 1,6 при транс-
портировке. Прочность бетона при расчете принимается равной передаточной Rbp . При этой прочности соответственно опреде-
ляются расчетные сопротивления бетона Rb( p) и Rbt( p,ser) . Усилие обжатия
P sp1 sp su Asp , |
(61) |
28
где sp – коэффициент точности натяжения арматуры, здесьsp 1,1 ; sp1 – предварительное напряжение с учетом первых потерь; su – предельные напряжения в арматуре сжатой зоны, для стержневой арматуры su 330 МПа, для проволочной арматуры su 270 МПа.
Момент обжатия относительно верхней арматуры
M sp P h0 à ,
где à – расстояние от сжатой грани до центра тяжести верхней арматуры.
Момент от собственного веса в зоне монтажной петли
|
|
|
|
|
|
|
|
M g |
|
g |
w |
c2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ê |
|
; |
|
|
|
|
|
(62) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
g |
w |
– собственный вес плиты, |
|
g |
w |
g n |
|
f |
k |
ä |
b |
; |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w |
|
|
ïë |
|
||||
|
|
c2 |
|
– расстояние отрца до монтажной петли, |
принимается |
|||||||||||||||||
|
|
|
ê |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
от 300 до 600 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Определяем |
коэффициент |
|
m |
и |
|
|
|
по |
формулам: |
||||||||||||
|
|
|
|
|
M g M sp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
m |
|
|
|
|
|
|
, 1 1 |
2 m . |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
( p) |
b1 bf |
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
Rb |
|
h0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определяем требуемое количество арматуры в верхней зоне:
|
|
|
|
Rb( p) bf h0 |
P |
|
|
|
|
As |
|
|
|
, |
(63) |
|
|
Rs |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
где b |
f |
– ширина нижней полки; R( p) |
– расчетное сопротивле- |
||||
|
|
|
b |
|
|
|
ние сжатию в призмах при передаточной прочности и b 1,2 ; Rs – расчетное сопротивление арматуры растяжению, расположенной в верхней зоне плиты; h0 h a!.
В расчетное количество арматуры As входят верхние стержни каркасов и продольные стержни верхней сетки плиты.
29
5.2. Проверка трещиностойкости
Момент обжатия бетона напрягаемой арматурой относительно нижней ядровой точки:
M p P1 e0 p1 rinf
где P1 – усилие обжатия с учетом первых потерь. Момент от собственного веса (без учета kä , f 1,0 )
M gn |
g |
w |
c2 |
|
|
ê |
. |
||
|
2 |
|||
|
|
|
Эксцентриситет приложения усилия e0 M p M gn .
Условие отсутствия трещин в верхней зоне плиты
R( p) W sup P e r .
bt,ser pl 1 0 inf
(64)
(65)
(66)
(67)
Если условие не выполняется и начальные трещины образуются, то определяют непродолжительное раскрытие этих трещин àcrc2 , при этом действующий момент
M M gn P1 esp . |
(68) |
В этой формуле |
|
esp yâ e0 p1 a , |
(69) |
где yâ – расстояние от центра тяжести сечения до верхней гра-
ни; a – расстояние от центра тяжести верхней арматуры до верхней грани.
При непродолжительном действии нагрузки 1 1. Наконец, проверяется выполнение условия
àcrc àcrc, ult . |
(70) |
30