Расчеты плоской монолитной плиты перекрытия на продавливание в зоне сопряжения плиты перекрытия с колоннами





Часть 2. Расчеты перекрытия на продавливание, оценка необходимости усиления перекрытия в зоне продавливания

 

В процессе эксплуатации здания на участке плиты, расположенной непосредственно вокруг колонны, могут появляться трещины вследствие продавливания плиты перекрытия. Продавливание возникает из-за сдвига плиты относительно нагруженной области, расположенной непосредственно вокруг колонны. Продавливающая сила F принимается равной нагрузке, передаваемой от перекрытия на колонну (рис. 1а). На рисунке 1б приведена схема расположения поперечной арматуры в зоне стыка колонны с плоской плитой перекрытия. Сила F, продавливающая плиту перекрытия, воспринимается бетоном плиты Fb,ult и установленной в зоне стыка поперечной арматурой Fsw,ult. Если условие прочности плиты по непродавливанию не выполняется, то на верхней поверхности плиты в зоне стыка с колонной по периметру продавливания возникают трещины (рис. 1, вид А).

Рис.1.

 

Для определения длины дополнительных арматурных стержней (ОС) в надколонной зоне плиты принимается во внимание, что стержни должны быть заведены за периметр надколонной зоны установки дополнительной арматуры на длину стыковочного перепуска арматуры ll. Зону установки дополнительной арматуры можно оценить на мозаике напряжений (рис. 1). Размеры надколонной зоны определены при компьютерном расчете плиты и составляют 2800´2800 мм. Длина перепуска арматуры определяется по следующей формуле:

 

Расчеты плоской монолитной плиты перекрытия на продавливание в зоне сопряжения плиты перекрытия с колоннами

 

В соответствии с конструктивными требованиями к расположению поперечной арматуры в зоне продавливания шаг поперечной арматуры (Sw) должен быть равен:

в направлении, перпендикулярном расчетному контуру (поз. 2 на рис.2 и рис. 3), - не более Sw=h0/3 и не ближе 300 мм (h0 = 166 мм, Sw = h0/3 = 166/3 = 55,3 мм, Sw = 50 мм). Допускается увеличение шага до Sw = h0/2, но при этом следует рассматривать наиболее невыгодное расположение пирамиды продавливания и при проведении расчета учитывать только пересекающие пирамиду продавливания арматурные стержни;

стержни, ближайшие к контуру площади приложения нагрузки (поз. 3 на рис. 2 и рис. 3), располагаются не ближе h0/3 (h0/3 = 166/3 = 55,3 мм) и не далее h0/2 (h0/2 = 166/2 = 83 мм);

в направлении, параллельном сторонам расчетного контура, - не более 0,25´а1 и не более 0,25´b1 (a1, b1 - длины стороны контура площади приложения нагрузки). При размерах поперечного сечения колонны 400´400 мм шаг поперечных стержней принимается Sw = 0,25´400 = 100 мм.

Сосредоточенная сила F, продавливающая плиту перекрытия, принимается равной нагрузке, передаваемой от перекрытия на колонну. (F = 18,5´6,4´6,4 = 757,76 кН). На рисунке 2 приведена схема с указанием расчетного поперечного сечения (1), контура расчетного поперечного сечения (2) и контура площади приложения нагрузки (3).

 

Расчет элементов без поперечной арматуры на продавливание при действии сосредоточенной силы F проводится из условия: , где:

F - сосредоточенная сила от внешней нагрузки (F = 757,76 кН);

Расчет ведем для бетона класса В25.

Fb,ult - предельное усилие, воспринимаемое бетоном (Fb,ult = gb1´Rbt´u´h0, Rbt = 1050 кН/м2; Rbt = 0,9´1050 кН/м2 - расчетное сопротивление бетона растяжению с учетом коэффициента условий работы бетона gb1 = 0,9;

u = 566´4 = 2,264 м - периметр Fb,ult = (см. рис. 2);

h0 = 0,166 м - приведенная рабочая высота сечения плиты (h0 = h01 + h02).

 

Fb,ult = 0,9´1050´2,264´0,166 = 355,15 кН)

Условие (757,76 кН >355,15 кН) не выполняется.

Требуется установка поперечной арматуры.

 

Расчет элементов с поперечной арматурой на продавливание при действии сосредоточенной силы F проводится из условия: , где:

F - сосредоточенная сила от внешней нагрузки (F = 757,76 кН);

Fb,ult - предельное усилие, воспринимаемое бетоном (Fb,ult = 355,15 кН);

Fsw,ult - предельное усилие, воспринимаемое арматурой при продавливании.

 

При выполнении расчета на продавливание учитывается площадь поперечной арматуры Аsw, расположенной в пределах расстояния 0,5´h0 по обе стороны контура расчетного поперечного сечения, то есть суммарно в пределах h0 (см.рис. 3).

 

Рис.2. Схема к расчету на продавливание с указанием расчетного поперечного сечения (1), контура расчетного поперечного сечения (2) и контура площади приложения нагрузки (3)

 

На рисунке 3 показана расстановка равномерно распределенной поперечной арматуры в зоне продавливания плиты перекрытия. Отмечены стержни поперечной арматуры, площадь которых (Asw) учитывается при проведении расчета плиты перекрытия на продавливание, а также показан шаг стержней поперечной арматуры Sw.

Перед определением предельного усилия Fsw,ult, воспринимаемого арматурой при продавливании, необходимо задать диаметр и класс поперечной арматуры (Æ8А400), определить площадь сечения поперечной арматуры в пределах шага стержней Sw = 0,1 м (Аsw = 1,01´10-4 м2 для двух стержней диаметром 8 мм), определить по назначенному классу арматуры (А400) расчетное сопротивление поперечной арматуры растяжению Rsw = 28´104 кН/м2, определить распределенное усилие в поперечной арматуре.

Распределенное усилие в поперечной арматуре определяется по формуле:

Предельное усилие Fsw,ult, воспринимаемое арматурой при продавливании, с учетом периметра контура расчетного поперечного сечения u = 2,264 м определяется по формуле:

.

757,76 кН<355,15 кН+512,2 кН. 757,76 кН<867,35 кН.

Прочность плиты перекрытия на продавливание при действии сосредоточенной силы F и при равномерно распределенной поперечной арматуре в зоне продавливания обеспечена.

Но, кроме проверки условия прочности на продавливание плиты с поперечной арматурой по формуле , необходимо также оценка прочности плиты на продавливание вне зоны армирования. В этом случае расчет ведется без учета поперечной арматуры, и при этом рассматривается контур расчетного поперечного сечения, обозначенный как позиция 1 на рисунке 3. Периметр контура равен 6,1 м ( u = (0,083+0,2+0,08+0,4+0,08+0,2+0,083)´4 = 6,1 м).

Предельное усилие, воспринимаемое бетоном Fb,ult, составляет 956,91 кН (Fb,ult = Fb,ult = gb1´Rbt´u´h0 = 0,9´1050´6,1´0,166 = 956,91 кН).

Условие непродавливания по контуру расчетного поперечного сечения без учета в расчете поперечной арматуры: , 757,76<956,91 - выполняется.

  Рис.3. Расстановка равномерно распределенной поперечной арматуры в зоне продавливания (1-контур расчетного поперечного сечения без учета в расчете поперечной арматуры, 2- контур расчетного поперечного сечения, 3- контур площади приложения нагрузки)

 

Другим вариантом расположения поперечной арматуры в зоне продавливания является крестообразное расположение поперечной арматуры. На рисунке 4 представлена крестообразная схема расположения поперечной арматуры, шаг которой принят аналогичным, показанному на рисунке 3.

При крестообразном расположении поперечной арматуры в зоне продавливания периметр контура u для вычисления предельной несущей способности поперечной арматуры принимается по фактической длине участков расположения поперечной арматуры Lswx и Lswy по расчетному контуру продавливания (см. рис.4).

Периметр контура u = 2´(Lswx + Lswy) = 1,6 м. Предельное усилие, воспринимаемое арматурой при продавливании . Предельное усилие, воспринимаемое бетоном Fb,ult = 355,15 кН.

Условие прочности .

757,76 кН>355,15 кН+361,98 кН. 757,76 кН>717,13 кН - условие не выполняется.

Для выполнения условия прочности необходимо увеличить класс бетона на две ступени. Для бетона класса В35 Rb t = 1300 кН/м2, Fb,ult = 0,9´1300´2,264´0,166 = 436,7 кН.

436,7 кН+361,98 кН = 798,68 кН > 757,76 кН - условие выполняется.

 

  Рис. 4. Крестообразное расположение поперечной арматуры в зоне продавливания (1-контур расчетного поперечного сечения без учета в расчете поперечной арматуры, 2- контур расчетного поперечного сечения, 3- контур площади приложения нагрузки)

При расчете элементов с поперечной арматурой на продавливание при действии сосредоточенной силы F, также необходимо обеспечить выполнение следующих требований:

усилие, которое воспринимает бетон и арматура при расчете на продавливание Fb,ult + Fsw,ult должно составлять не более 2´Fb,ult, то есть 798,68 кН < 2´436,7 = 873,4 кН - условие выполняется;

при расчете на продавливание поперечная арматура может быть учтена в расчете, если Fsw,ult³0,25´ Fb,ult, 361,98 кН ³ 0,25´436,7 кН = 109,18 кН - условие выполняется.

Оценка прочности плиты на продавливание вне зоны армирования выполняется с учетом периметра u = 4´(0,4+0,697) = 4,39 м расчетного поперечного сечения контура 1 (см. рис. 5).

Условие прочности: . Fb,ult = 0,9´1300´4,39´0,166 = 852,6кН >757 кН - условие выполняется.

При расчете плиты перекрытия на продавливание кроме действия сосредоточенной силы F в расчете может учитываться изгибающий момент М.

 

  Рис. 5. Схема расположения арматурных каркасов К1 и К2, включающих в себя поперечную арматуру в зоне продавливания (1 - контур расчетного поперечного сечения без учета в расчете поперечной арматуры, 2 - контур расчетного поперечного сечения, 3 - контур площади приложения нагрузки)

Повторный расчет на продавливание при F1=1.3F

Описать мероприятия по усилению перекрытия в зоне продавливания.





Читайте также:
Методы лингвистического анализа: Как всякая наука, лингвистика имеет свои методы...
ТЕМА: Оборудование профилактического кабинета: При создании кабинетов профилактики в организованных...
Методы исследования в анатомии и физиологии: Гиппократ около 460- около 370гг. до н.э. ученый изучал...
Что входит в перечень работ по подготовке дома к зиме: При подготовке дома к зиме проводят следующие мероприятия...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-10-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.016 с.