Проверка несущей способности многопустотной плиты и её усиление

3.3  Проверка несущей способности многопустотной плиты и её усиление

Необходимо рассчитать усиление железобетонной многопустотной плиты перекрытия пролётом 7160мм и размерами поперечного сечения b×h=1490×220 (рис. 3.18)

Рисунок 3.18 Поперечное сечение многопустотной плиты

По результатам изучения проектной документации, а также отчёта по проведённому обследованию установлено, что геометрические размеры многопустотной плиты соответствуют проектным; признаки повреждения в плите отсутствуют; прочность бетона на сжатие соответствует проектной  (М250) − . По серии ПК8-72-15 плита армирована в растянутой зоне  преднапряжённой арматурой 6Ø14 (А_s=9,23см²) A-IV, что подтверждается результатами, полученными в испытательной лаборатории. Признаков коррозии арматуры нет; защитный слой бетона в растянутой зоне около 3 см (с=30мм). Прогибы и ширина раскрытия трещин не превышают предельно допустимые значения.

Так как бетон и арматура плиты не имеют явных дефектов и повреждений (на момент обследования конструкция относится к I − II категория состояния), то поверочный расчёт выполняем, принимая расчётные сопротивления бетона и арматуры /16/:

Бетон  − , , ,

,

Арматура А - IV − , .

Рисунок 3.19 Приведенное сечение многопустотной плиты

Заменяем площадь круглых пустот прямоугольниками той же площади и того же момента инерции.               

Высота эквивалентного квадрата равна:

Определяем приведенную толщину ребер:

В результате реконструкции при надстройке дополнительного этажа,  плиты покрытия стали выполнять роль плит перекрытия (рис.3.20), соответственно, нагрузка на сборное междуэтажное перекрытие изменилась.

                         Бетонное мозаичное покрытие δ=40 мм; γ=2,4 кН/м²

                         Цементно-песчаная стяжка  δ=20 мм; γ=18 кН/м²

                         Сборная железобетонная плита перекрытия  δ=220 мм; γ=25 кН/м²

Рисунок 3.20 Состав перекрытия

Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие для наиболее неблагоприятного сочетания нагрузок после реконструкции представлена в виде таблицы 3.9.

Таблица 3.9 – Нагрузки на сборное междуэтажное перекрытие

 Продолжение таблицы 4.9

Нагрузка на 1 погонный метр плиты при ширине b=1,5 м.

g = g₁· b = 12,538·1,5 = 18,807 кН/м

Определим несущую способность плиты по моменту:

Для сечения с одиночным армированием определим положение нейтральной оси.

Предположим, что нейтральная ось проходит по нижней грани полки, и определим область деформирования для прямоугольного сечения с шириной

                                        (3.39)

Сечение при таком положении нейтральной оси находится в области деформирования 1б .

Находим величину расчётного усилия, воспринимаемого растянутой арматурой,

.

По формулам таблицы 6.6 /17/ находим величину усилия воспринимаемого бетоном полки:

                   (3.40)

Поскольку выполняется условие , нейтральная ось расположена в пределах высоты полки. В связи с этим дальнейший расчёт производим как прямоугольного сечения, имеющего ширину , .

Подтверждаем предположение, что нейтральной оси находится в области деформирования 1б.

Для этого предполагаем, что сечение работает в области деформирования 2 /17/, и определяем величину относительной высоты сжатой зоны

                      (3.41)

Поскольку сечение не работает в области деформирования 2.

Предполагаем, что сечение работает в области деформирования 1б.

Определяем величину относительной высоты сжатой зоны /17/:

.      (3.42)

Тогда определяем величину изгибающего момента, воспринимаемого сечением:

             (3.43)

Определим несущую способность плиты по поперечной силе:

Расчётную поперечную силу  вычислим по формуле /16/:

,                        (3.44)

но не менее ,                                                                           (3.45)                                             

где  , d – в мм;                                                                                 (3.46)