Плита сборная заводского изготовления, поэтому бетон принимают класса В20-В40. Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для расчета на прочность принимают по таблице.

Расчётное сопротивление бетона и модуль упругости Таблица 5

Характеристики бетона	Класс бетона
В20
Сжатие осевое Rb, МПа	11,5
Растяжение осевое Rbt, МПа	0,9
Начальный модуль упругости Eb, МПа

Полка плиты армируется рулонными сетками из арматуры класса Вр-I. Продольные ребра армируются плоскими сварными каркасами из арматуры классов А-III (для рабочей арматуры) и А-I (для поперечных стержней).

Расчетное сопротивление арматуры

Таблица 6

Характеристики арматуры	Класс стали
A-I	A-III	Вр-I
Rs, МПа
Rsw, МПа
Es, МПа

3.4. Расчёт плиты на прочность по нормальным сечениям

Расчётное сечение может рассматриваться как тавровое высотой h с толщиной в сжатой зоне:

h'f = (h – dотв)/2

h'f =(200 – 140)/2=30 мм.

Ширина полки должна быть принята равной конструктивной ширине плиты поверху:

b'f=В(1)Пл=950 мм.

Ширина ребра расчётного сечения определяется как сумма всех рёбер многопустотной плиты:

b=2∙ b'р + (nотв – 1)∙ bр

b=2∙70 + (5 – 1)∙40=300 мм.

Рабочая высота поперечного сечения:

hо=h-а

где а = С + d/2 – расстояние от центра тяжести арматуры до нижней грани ребра (С=10 – 15 мм – защитный слой бетона, d – диаметр рабочей арматуры, который можно принять равным 20 мм.)

а =15+20/2=25 мм

hо=200 – 25=175 мм.

3.5. Определение положения нейтральной оси

С этой целью найдём изгибающий момент, воспринимаемый сечением при X= h'f. X – высота сжатой зоны бетона

Мn=Rb∙ γb2∙ b'f∙h'f∙(hо- h'f/2)

где γb2=0.9 для тяжёлого бетона

Мn=11500∙0,9∙0,95∙0,03∙(0,175-0,015)=47,18 кН∙м

Т. к. Ммах> Мn, то нейтральная ось будет проходить ниже полки (в ребре), и в этом случае сжатая зона сечения состоит из сжатой зоны ребра и свесов полки.

Определяем величину изгибающего момента, воспринимаемого свесами полки

М_св= Rb∙ γb2∙( b'f – b) ∙h'f∙( hо- 0,5∙h'f)

М_св=11500∙0,9∙(0,95 – 0,3)∙0,03∙(0,175 – 0,5∙0,03)=32,292 кН∙м.

Определяем величину табличного коэффициента

Ао=(Ммаx – М_св)/( Rb∙ γb2∙ b'f∙hо²)

Ао=(70,52– 32,292) /(11500∙0,9∙0,95∙0,175²)=0,12

Площадь рабочей арматуры:

,

Аs=(0,12∙0,3∙0,175+(0,95 – 0,3) ∙0,03)∙11500/365000=0,000812 м²=8,12см²

Процент армирования плиты:

μ=Аs/(bs∙hо) 100%

μ=8,12/(30∙17.5) 100%=1,54 %

Сравниваем с оптимальной величиной:

1%< μопт <2%

1%<1,54%<2%

При рациональном армировании плиты фактический процент армирования соответствует оптимальному значению. Количество рабочих стержней рекомендуется принимать по числу рёбер плиты:

n=nотв + 1

n=5 + 1=6

Диаметры стержней рабочей арматуры могут быть одинаковой величины во всех рёбрах или различной величины при условии, что стержни большего диаметра располагают в крайних рёбрах. Если принять диаметр стержней одинаковым, то площадь сечения одного стержня будет равна:

Аs1=Аs/n

Аs1=8,12/6=1,35 см²

По таблице сортамента арматуры:

d=12 мм,

g=0,888 кг

Необходимо учесть, что различие между фактической площадью и площадью рабочей арматуры не должна превышать 5%.

3.6. Расчёт плиты на прочность по наклонным сечениям

Минимальная поперечная сила, воспринимаемая бетоном над наклонной трещиной:

Qb=b3∙Rbt∙γb2∙b∙hо

где b3=0,6 для тяжёлого бетона

Qb=0,6∙900∙0,9∙0,3∙0,175=25,515 кН.

Т. к. Qb<Q маx, то расчет поперечной арматуры не проводится. Диаметр и шаг стержней принимаются конструктивно. Диаметр поперечной арматуры принимают в этом случае по диаметру стержня рабочей арматуры по условию сварки.

Диаметр поперечной арматуры назначаем конструктивно 3 мм.

Шаг поперечных стержней назначают из условия:

S<h/2, т.к h=200 мм,

S<200/2,

S<100

Принимаем шаг поперечной арматуры, равный 90 мм.

3.7. Конструирование плиты

Верх пустотной плиты армируют конструктивной сеткой С-1 из арматуры А-III диаметром 5мм. Продольные стержни сетки С-1 располагаются над отверстиями. Поперечные стержни сетки С-1 ставят с шагом 90 мм. Стержни продольной рабочей арматуры размещаются снизу каждого ребра. Эти стержни объединяют в нижнюю сетку С-2 конструктивными поперечными стержнями из арматуры класса А-III. Диаметр поперечных стержней определяют из условия технологии сварки по диаметру рабочей арматуры. Плоские сварные каркасы Кр-1 размещают на приопорных участках через два-три ребра (согласно эпюре Q) длиной, не менее четверти конструктивной длины плиты l'. По четырём углам плит монтируют монтажные петли (МП)