8. Расчет и конструкция плиты балки

Продольная арматура плиты принята конструктивно согласно схеме рис.7. Поперечная арматура образует две сетки (верхнюю и нижнюю) плиты, причем выпуски поперечной арматуры (рис.11) предназначены для объединения балок между собой продольными швами омоноличивания, а также омоноличивания консольных участков крайних балок. На рис.11 приведена конструкция среднего (УМС) и консольного (УМК) монолитных участков плиты для различных двух случаев типовой компоновки пролетного строения. Расстояние в свету от верхней и нижней граней плиты до, соответственно, верхней и нижней арматуры принято 50 и 20мм. Шаг поперечной арматуры принимается обычно 100…200мм, диаметр арматуры определяется расчетом плиты при изгибе между стыками балок от местной нагрузки. Местной нагрузкой при расчете плиты обычно принимается давление на плиту одного или нескольких колес временной подвижной нагрузки.

На рис.12 изображены схемы установки колеса вдоль и поперек пролета балки, схема армирования плиты и схема распределения давления от колеса. Отпечатки колеса а₁ и b₁ на покрытии ездового полотна принимаются, соответственно, для НК 0,2м и 0,8м, для АК – 0,2м и 0,6м. Усилие Р давления на колесо для Н14 равно 124,9кН, для А14 – 68,7кН.

Размеры площадки а₂ и b₂ передачи усилий от колеса на поверхность плиты:

(77)

При этом, расчетная ширина плиты, воспринимающая изгибающий момент от давления колеса,

, но не менее 2/3 l_b. (78)

Изгибающие моменты в сечениях 1-1 и 2-2 (М₁ и М₂) определяются через балочный момент М₀, который определяется для разрезной балки пролетом l_b (рис.12):

(79)

Балочный момент определяется от совместного действия временных и постоянных нагрузок (в качестве временной нагрузки следует рассмотреть АК и НК и выбрать из них ту нагрузку, которая вызывает наибольший изгибающий момент):

(80)

Балочный изгибающий момент от постоянных нагрузок

(81)

где g – расчетная нагрузка собственного веса конструкций

(82)

Балочный изгибающий момент от временной нагрузки определяется в виде:

, (83)

Где (84)

- площадь участка линии влияния М₀ в границах распределения временной местной нагрузки.

Усилия от временных нагрузок определяются от НК и АК:

(85)

- интенсивность распределения НК при Р=124,9кН и для Н14

(86)

- интенсивность распределения А14 при Р=68,7Кн, кН/м (87)

для АК. (88)

В качестве расчетной q следует принять сначала q для НК, затем q для АК.

Поперечная арматура плиты принимается симметричной для верхней и нижней сеток ( ), при расчетной ширине плиты l_a высота сжатой зоны бетона

(89)

При этом, если , где - расстояние от крайней сжатой фибры бетона до центра тяжести сжатой арматуры.

Площадь арматуры определяют из условия:

(90)

при этом, . (91)

Причем, если .

После определения величины из двух выше приведенных уравнений следует задаться шагом стержней d=100…200мм и определить диаметр арматуры D:

(92)

Следует учесть, что имеющийся сортамент включает в себя арматуру с шагом 2мм, диаметром 8, 10, 12, 14, 16мм. Кроме этого, площадь арматуры следует определять от максимального сочетания усилий М₂ от собственного веса конструкций или с НК или с АК.