Расчет распределительной плиты

Определение размеров плиты

Так как прочность кладки много меньше действующей нагрузки, то принимаем длину плиты на 130 мм больше глубины заделки ригеля с = 0,38 м, значения yd = 0,5×1,25 = 0,625.

Исходное уравнение (3.7) для определения ширины плиты b_пл запишется так: отсюда b_пл = 1,2 м. Принимаем b_пл = 1,16 м, кратное размерам кирпича.

Высота плиты Принимаем h_пл = 440 мм, кратное размерам кирпича по высоте.

Проверим прочность кладки в опорном узле.

Площадь смятия А_с = 0,38×1,16 = 0,44 м².

Расчетная площадь сеченияА = 0,44 + 2×0,51×0,38 = 0,83 м².

Коэффициент

Расчетное сопротивление кладки смятию R_c = 1,24×1,5 = 1,86 МПа, что меньше R_sk = 3,38 МПа. Несущая способность кладки на смятие под распределительной плитой0,625×3,38×10³×0,44 = 409 кН >N₂ = 370,6 кН. Следовательно, прочность кладки обеспечена.

Проверка длины распределительной плиты

Проектируем плиту из тяжелого бетона класса С12/15, E_cm = 24 × 10³ МПа(марка бетона по удобоукладываемости П3-П5 [6]),расчетное сопротивление сжатию бетона плиты f_cd = 8,0 МПа, растяжению – f_ctd = 0,73 МПа.

Модуль упругости железобетона плитыE_пл = 0,85E_cm = 0,85×24×10³ = = 20,4×10³ МПа, армированной кладки – Е_кл = 0,5a_skkR = 0,5 × 590 × 2 × 1,5 = = 885 МПа.

Момент инерции сечения плиты

Размер плиты вдоль ригеля с = 0,38 м.

Эквивалентная высота плиты по формуле (3.6)

Размерыа₁ = с/3 = 38/3 = 12,7 см; а₀ = 1,125×12,7 = 14,3 см.

Напряжение

Расстояние

Максимальные напряжения по формуле (3.5) – меньше допускаемых напряжений, равных по формуле (3.4)

Длина опорной плиты достаточная.

Проверка прочности опорной плиты

Вычислим напряжения вдоль оси опорной плиты, параллельной оси стены(рисунок 3.1, б).

Коэффициент

Максимальные напряжения при м²[см. фор-мулу (3.9)]

Напряжения по краю опорной плиты [см. формулу (3.10)]

Напряжение на грани ригеля

1,29 МПа.

Максимальный изгибающий момент в плите при

Рабочая высота плиты d =h_пл– с = 0,43 – 0,02 = 0,41 м.

Требуемая площадь арматуры класса S500 приf_yd = 454 МПа

Принимаем 4Æ10 мм с шагом 110 мм, A_s1= 3,14 см², l₁ = 1,14 м.

Арматура в перпендикулярном направлении 7Æ6 мм класса S240 с шагом 180 мм, A_s2= 1,98 см², l₂ = 0,36 м.

Опорную плиту армируем двумя сетками.

Объемный коэффициент армирования

=

Так как консоли плиты l_k = 0,43 м <h_пл = 0,44 м, то скалывания не будет, прочность консоли по наклонному сечению обеспечена.

Проверка прочности плиты на сжатие

Проверим опорную плиту на местное сжатие.В запас прочности косвенное армирование не учитываем(п. 7.4.1 [6]).

Прочность проверяется из условия

(5.2)

где a_u – коэффициент, зависящий от распределения напряжений по площади смятия, равный А_с0 – площадь смятия, А_с0 = b_pc_p = 0,3 × 0,25 = 0,075 м².

Расчетное сопротивление бетона смятию

(5.3)

где Здесь А_с1 – расчетная площадь, м²; k_u – коэффициент эффективного бокового обжатия при смятии, k_f = 0,8 (таблица 7.6 [6]).

Коэффициент a = 1 (см. п. 6.1.5.4 [6]).

МПа, тогда кН.

Прочность плиты на местное сжатие обеспечена.

Расчет опорного узла на центральное сжатие

Суммарная площадь сеченияА = 0,33 м² (см. п. 5.6), площадь опирания ригеля А_b = A_c = 0,075 м².

Коэффициент

Несущая способность опорного узла кН>>N₂ = 370,6 кН.

Прочность опорного узла обеспечена.

Расчет анкеров

Ширина грузовой площади равна расстоянию между анкерами (ригелями) – 6 м. Продольная сила в уровне расположения анкера Момент в том же сечении равен 68,56 кН×м (см. рисунок 5.2).

Усилие в анкере по формуле (3.12) кН.

Принимаем анкеры из арматуры класса S240. Тогда R_s = 0,9×240/1,1= = 196,4 МПа.

Требуемая площадь поперечного сечения анкера

м² = 1,47 см²> 0,5 см².

Принимаем 2Æ10 мм, А_s = 1,57 см².

Анкеры привариваем к закладной детали ригеля (см. рисунок 3.3) двумя сварными швами длиной l_w = 100 мм, катетом k_f = 4 мм, расчетное сопротивление по металлу шва R_wf = 180 МПа.

Несущая способность сварных швов кН >N_s = 28,84 кН.

Прочность крепления анкеров к ригелю обеспечена.

Расчетное сопротивление кладки срезу R_sq = 0,16 МПа.

Среднее напряжение в уровне расположения анкера

кПа = 0,89 МПа.

Принимаем глубину заделки анкера в кладкеа = 38 см, тогда длина поперечного стержня анкера по формуле (3.14)

Конструктивно принимаем b= 0,3 + 2×0,2 = 0,7 м.

6 пример расчета