5. Особенности расчета и конструирования плит, опертых по контуру и балок контурных плит

1. Конструктивные схемы перекрытий

Размер сторон плиты в каждом направлении достига­ет 4—6 м; практически возможное отношение сторон l₂/l₁ = l...l,5. Балки назначают одинаковой высоты и рас­полагают по осям колонн в двух направлениях (рис. XI.27, а). Перекрытия без промежуточных колонн и с малыми размерами плит (менее 2 м) называют кессон­ными (рис. XI.27, б). Толщина плиты в зависимости от ее размеров в плане и значения нагрузки может состав­лять 5—14 см, но не менее 1/50l₁.

В плитах, неразрезных и закрепленных на опоре, принимают l_k = l/4, в плитах, свободно опертых t_k/l/8, где l₁ меньшая сторона опорного контура.

Плиты, опертые по контуру, рассчитывают кинемати­ческим способом метода предельного равновесия. Плита в предельном равновесии рассматривается как система плоских звеньев, соединенных друг с другом по линиям излома пластическими шарнирами, возникающими в пролете приблизительно по биссектрисам углов и на опо­рах вдоль балок (рис. XI.30, в). Изгибающие моменты плиты М зависят от площади арматуры As, пересечен­ной пластическим шарниром, и определяются на 1 м ши­рины плиты по формуле M=RsAsz_b.

Панель плиты в общем случае испытывает действие

пролетных M₁, M₂ и опорных моментов М_I, M₁ M_I1, М_II (рис. XI.30,б). В предельном равновесии плита под на­грузкой провисает, и ее плоская поверхность превраща­ется в поверхность пирамиды, гранями которой служат треугольные и трапециевидные звенья. Высотой пира­миды будет максимальный прогиб плиты f, угол поворо­та звеньев

Расчетные пролеты l₁ и l₂ принимают равными рас­стоянию (в свету) между балками или расстоянию от оси опоры на стене до грани балки (при свободном опирании).

В плитах, окаймленных по всему контуру монолит­но-связанными с ним балками, в предельном равновесии возникают распоры, повышающие их несущую способ­ность. Поэтому при подборе сечений арматуры плит из­гибающие моменты, определенные расчетом, следует уменьшить: в сечениях средних пролетов и у средних опор — на 20%; в сечениях первых пролетов и первых промежуточных опор при l_k/l< 1,5—на 20% и при 1,5≤ l_k/l≤2—на 10%, где l—расчетный пролет плиты в направлении, перпендикулярном краю перекрытия; I_k — расчетный пролет плиты в направлении, параллельном краю перекрытия.

Сечение арматуры плит подбирают как для прямо­угольных сечений. Рабочую арматуру в направлении меньшего пролета располагают ниже арматуры, идущей в направлении большего пролета. В соответствии с та­ким расположением арматуры рабочая высота сечения плиты для каждого направления различна и будет отли­чаться на размер диаметра арматуры.

3. Расчет и конструирование балок

Нагрузка от плиты на балки передается по грузовым площадям в виде треугольников или трапеций.

Для определения этой нагрузки проводят биссектри­сы углов панели до их пересечения. Про­изведение нагрузки g+v (на 1 м²) на соответствующую грузовую площадь даст полную нагрузку на пролет бал­ки, загруженной с двух сторон панелями: для балки пролетом 1₁

для балки пролетом l₂

В свободно лежащей балке изгибающие моменты от такой нагрузки соответственно будут

Кроме того, следует учесть равномерно распределен­ную нагрузку q от собственного веса балки и части пере­крытия с временной нагрузкой на ней, определяемой по грузовой полосе, равной ширине балки b.

Расчетные пролеты балок принимают равными рас­стоянию в свету между колоннами или расстоянию от оси опоры на стене (при свободном опирании) до грани первой колонны. Для упрощения принимают расчетный пролет балки равным пролету плиты в свету между реб­рами (с некоторой погрешностью в сторону увеличения расчетного пролета балки).

Изгибающие моменты с учетом перераспределения составляют:

в первом пролете и на первой промежуточной опоре

в средних пролетах и на средних опорах

где Мо определяют по формулам (XI.43) и (XI.44).

В трехпролетной балке момент в среднем пролете следует принимать не менее момента защемленной балки